pengaruh pengekangan jala nylon di tulangan …/pengaruh...perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH PENGEKANGAN JALA NYLON DI TULANGAN

PADA KUAT LENTUR BALOK BERTULANG

THE EFFECT OF NYLON NET CONFINEMENT ON REINFORCEMENT

ON THE FLEXURAL STRENGTH OF REINFORCED CONCETE BEAM

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Oleh :

ERLINA WAHYUNINGTYAS NIM. I 0107070

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

ii

LEMBAR PERSETUJUAN





Disusun Oleh :

ERLINA WAHYUNINGTYAS NIM. I 0107070

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

Dosen Pembimbing I

Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002

Dosen Pembimbing II

Achmad Basuki, ST, MT NIP. 19710901 199702 1 001


commit to user

iii

LEMBAR PENGESAHAN





SKRIPSI

Disusun oleh:

ERLINA WAHYUNINGTYAS

NIM. I 0107070 Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana teknik

Pada Hari : Rabu Tanggal : 16 Februari 2011

Tim Penguji Pendadaran : 1. Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD ……………………………

N I P . 19691026 199503 1 002 2. Achmad Basuki, ST, MT …………………………… N I P . 19710901 199702 1 001

3. Ir. Antonius Mediyanto, MT ……………………………

N I P . 19620118 199512 1 001 4. Ir. Purwanto, MT ……………………………

N I P . 19610724 198702 1 001

Mengetahui, Disahkan a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil

Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001


commit to user

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

v Pengalaman adalah guru yang terbaik tetapi buanglah pengalaman

buruk yang hanya merugikan.

v Menunggu kesuksesan adalah tindakan sia-sia yang bodoh.

PERSEMBAHAN

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan pada Allah SWT atas hidayah-Nya,

dan dengan segala kerendahan hati serta rasa terima kasih saya

persembahkan karya ini kepada :

1. Bapak & Ibu

Terimakasih atas segala doa dan dukungannya serta kasih sayang yang tak

akan tergantikan oleh apapun juga.

2. My Brother

Bedit Nana Sambodo terimakasih atas doa dan dukungannya. Kamulah contoh

yang baik disetiap langkahku.

3. Keluargaku

Terimakasih atas kasih sayang dan semangat untuk segera menyelesaikan

pendidikan ini.

4. Pembimbing

Bapak Kusno, Bapak Basuki, Ibu Retno susilorini.

5. Chitra Hermawan

Terimakasih atas dukungan serta bantuan disetiap kesulitanku.

6. Teman Berjuang

Rakhmita Hidayanti Harahap, Hafni Pertiwi, Juwono Dwi Putra yang telah

berjuang bersama. Serta mas Budi Waluyo dan Bli Ketut Bagiarta atas

bantuannya.


commit to user

v

7. Teman Sipil

Erni (untuk semangat dan setiap bantuan yang kamu berikan), rahma, dita,

dwi, lia, cewek2 sipil07, dan cowok2 sipil07, serta semua mahasiswa sipil

Uns.

8. Sunarjati

Tinul (telah berbagi suka-duka), indri, refo, dita, mb.ficka, dan semua anak

sunarjati tercinta. Hidup seatap bersama demi meraih cita-cita.

9. Pihak-pihak pendukung

Tika (bantuan tranlet bahasa), Danang Dkv (bantuan animasi). Semua yang

telah mendukung terselesainya skripsi ini.


commit to user

vi

ABSTRAK

Erlina Wahyuningtyas, 2011. Pengaruh Pengekangan Jala Nylon di Tulangan pada Kuat Lentur Balok Bertulang, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penggunaan beton sebagai bahan bangunan telah lama dikenal dan paling banyak digunakan. Salah satu kelebihan beton adalah kuat desaknya tinggi, namun beton juga mempunyai kelemahan yaitu kuat tariknya rendah. Maksud utama pengekangan terhadap tulangan adalah untuk menambah kuat tarik beton. Kuat tarik yang sangat rendah mengakibatkan beton mudah retak yang akhirnya mengurangi keawetan beton. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pengekangan jala nylon terhadap kuat lentur balok bertulang dan untuk mengetahui seberapa besar perbandingan kapasitas lentur hasil analisa dengan hasil uji eksperimen untuk balok beton bertulang normal dan balok bertulang dengan pengekangan jala nylon Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan membuat benda uji berupa balok beton bertulang dengan dimensi (250x350x3500)mm3dan dipasang tulangan tarik 3ø13, tulangan tekan 2ø13 dan sengkang ø8. Jumlah benda uji adalah sebanyak 2 benda uji dengan 1 benda uji untuk masing-masing kondisi yaitu beton bertulang normal, dan beton bertulang dengan pengekangan jala nylon pada tulangan. Pengujian kuat lentur balok bertulang menggunakan alat uji lentur. Dari pengujian diketahui nilai kapasitas lentur balok bertulang normal adalah sebesar 3636,25 MPa sedangkan kapasitas lentur balok bertulang dengan pengekangan jala nylon sebesar 4636,25 MPa. Sehingga kapasitas lentur balok bertulang mengalami penningkatan 27,5%. Kapasitas lentur balok bertulang normal hasil perhitungan analisa sebesar 3544,01 MPa, sedangkan hasil uji eksperimen sebesar 3636,25 MPa. Sehingga perbedaan kapasitas lentur balok bertulang normal hasil analisa dan eksperimen sebesar 2,6027%. Kapasitas lentur balok bertulang dengan pengekangan jala nylon hasil perhitungan analisa sebasar 3544,64 MPa, sedangkan hasil uji eksperimen sebesar 4636,25 MPa. Sehingga perbedaan kapasitas lentur balok bertulang dengan pengekang jala nylon hasil analisa dan eksperimen sebesar 11,9616% Kata kunci: kuat lentur, balok bertulang, pengekangan jala nylon


commit to user

vii

ABSTRACT

Erlina Wahyuningtyas, 2011. The Effect of Nylon Net Confinement on Reinforcement on The Flexural Strength of Reinforced Concrete Beam. Final Report. Civil Engineering, Sebelas Maret University, Surakarta. The use of concrete as building material has long been known and it is mostly used. One of the concrete strengths is high strongly urged. However, concrete also has weakness that is low tensile strength. The main purpose of restrain through reinforcement is to strengthen tensile strength concrete. The lowest tensile strength causes concrete cracks easily. It finally reduces concrete preservation. The aims of this research are to identify a great extent the influence of nylon confinement through flexural strength of concrete beam and to identify a great extent the comparison of the flexible capacity analysis result with experiment result to normal reinforced concrete beam and reinforced concrete beam in nylon confinement. The method which was used in this research was experiment method. It was conducted by creating concrete beam with dimension (250x350x3500)mm3 as the test object and it was set up by tensile carcass 3ø13, press carcass 2ø13 and cross beam ø8. The total of test object was two with one test object for each condition that was normal concrete beam and concrete beam with nylon confinement at carcass. The experiment of concrete beam flexural strength by using flexural tester. The result of the experiment shows that the total flexural capacity of concrete beam is 3636,25 MPa, while the total flexural capacity of concrete beam with nylon confinement is 4636,25 MPa. Thus, the flexural capacity of normal concrete beam increases 27,5%. The result of analysis calculation of flexural capacity normal concrete beam is 3544,01 MPa, while the experiment result is 3636,25 Mpa. Hence, the difference between the flexural capacity of normal concrete beam of analysis result and experiment is 2,6027%. The calculation analysis result of flexural capacity of concrete beam with nylon confinement is 3544,64 MPa, while the experiment result is 4636,25 MPa. Therefore, the difference between analysis and experiment result of flexural capacity concrete beam with nylon confinement is 11,9616%. Key words: flexural strength, reinforced concrete beam, nylon confinement


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang selalu melimpahkan rahmat serta hidayah-

Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul

“Pengaruh Pengekangan Jala Nylon di Tulangan pada Kuat Lentur Balok

Bertulang” guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Meskipun jauh dari kesempurnaan penulis berharap semoga skripsi ini dapat

menambah wawasan dan mengembangkan pengetahuan terutama untuk

pengembangan penelitian selanjutnya di Jurusan Teknik Sipil UNS.

Dalam penulisan skripsi ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak, baik

secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan

ucapan terimakasih kepada :

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

3. Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD selaku dosen pembimbing I,

4. Achmad Basuki ST, MT selaku dosen pembimbing II,

5. S A Kristiawan, ST, MSc, (Eng), PhD selaku Kepala Laboratorium Struktur

Fakultas Teknik Univesitas Sebelas Maret Surakarta beserta staffnya,

6. Kusno Adi S, ST, PhD selaku Kepala Laboratorium Bahan Bangunan Fakultas

Teknik Univesitas Sebelas Maret Surakarta beserta staffnya,

7. Ir. Purwanto, MT selaku pembimbing akademis,

8. Bapak dan ibu dosen pengajar, staff pengajaran, staff perpustakaan dan

karyawan di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret

Suarakarta,

9. Rekan-rekan seperjuanganku, Hafni Pertiwi, Rakhmita Hidayanti Harahap,

Juwono Dwi Putra atas segala bantuan dan kekompakannya demi

terselesaikannya penyusunan laporan skripsi ini,

10. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2007,

11. Semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak

langsung yang tidak dapat penulis sebut satu persatu.


commit to user

ix

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu,

saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan

skripsi ini dan semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang

membutuhkan.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Januari 2011

Penulis


commit to user

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PERSETUJUAN ii

HALAMAN PENGESAHAN iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN iv

ABSTRAK v

KATA PENGANTAR vii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL xvi

DAFTAR LAMPIRAN xvii

BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang Masalah 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Batasan Masalah 3

1.4. Tujuan Penelitian 3

1.5. Manfaat Penelitian 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 4

2.1. Landasan Teori 4

2.2. Tinjauan Pustaka 4

2.2.1. Pengertian Beton 4

2.2.2. Serat Nylon 6

2.3. Material Penyusun Beton 9

2.3.1. Semen Portland 9

2.3.2. Agregat 11

2.3.2.1. Agregat Halus 12

2.3.2.2. Agregat Kasar 14

2.3.3. Air 16

2.4. Kuat Lentur Beton Bertulang 17


commit to user

xi

2.4.1 Pemodelan Pengekangan Beton 21

2.5. Keruntuhan Balok Beton Bertulang 23

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 25

3.1. Uraian Umum 25

3.2. Benda Uji 25

3.3. Tahap dan Prosedur Penelitian 27

3.4. Standar Penelitian 30

3.4.1 Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus 30

3.4.1 Standar Pengujian Terhadap Agregat Kasar 30

3.5. Alat yang Digunakan 31

3.6. Pengujian Bahan Dasar Beton 33

3.6.1. Pengujian Agregat Halus 33

3.6.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Dalam Agregat Halus 33

3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus 34

3.6.1.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus 35

3.6.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus 36

3.6.1.1. Pengujian Berat Isi Agregat Halus 37

3.6.2. Pengujian Agregat Kasar 37

3.6.2.1. Pengujian Spesific Gravity dan Absorbsi Agregat Kasar 37

3.6.2.2. Pengujian Abrasi Agregat Kasar 38

3.6.2.3. Pengujian Gradasi Agregat Kasar 38

3.6.2.4. Pengujian Berat Isi Agregat Kasar 39

3.7. Hitungan Rencana Proporsi Campuran Adukan Beton 39

3.8. Pembuatan dan Pengujian Adukan Beton 39

3.9. Pembuatan dan Perawatan (Curing) Benda Uji 41

3.9.1. Pembuatan Benda Uji 41

3.9.2. Perawatan (Curing) 41

3.10. Pengujian Benda Uji 42

3.10.1. Tahap Persiapan Pengujian Balok 42

3.10.2. Langkah-Langkah Pengujian 42

3.10.3. Setting Alat 44

BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 45


commit to user

xii

4.1. Hasil Pengujian Bahan 45

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus 45

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar 47

4.2. Kuat Tarik Baja Tulangan 49

4.3. Rencana Campuran Adukan Beton 50

4.4. Pengujian Nilai Slump 50

4.5. Kuat Tekan Beton 51

4.6. Kuat Lentur Balok Bertulang 52

4.7. Pola Retak Balok Bertulang 56

4.8. Kapasitas Lentur Balok Bertulang 59

4.9. Analisa Penampang Balok Bertulang 62

4.10. Perbandingan Kapasitas Lentur Analisa dan Eksperimen 69

4.11. Pembahasan 70

4.11.1 Kuat Tarik Baja Tulangan 70

4.11.2. Kuat Tekan Beton 70

4.11.3. Kuat Lentur Balok Bertulang 71

4.11.4. Lendutan 71

4.11.5. Pola Retak Balok Bertulang 71

4.11.6. Kapasitas Lentur Balok Bertulang 72

4.11.7. Perbandingan Kapasitas Lentur Analisa dan Eksperimen 72

BAB 5. KESIMPILAN DAN SARAN 73

5.1. Kesimpulan 73

5.2. Saran 74

DAFTAR PUSTAKA 75

LAMPIRAN 77


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Susunan unsur semen biasa 10

Tabel 2.2. Jenis semen Portland 11

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat halus ASTM C.33-97 13

Tabel 2.4. Gradasi Agregat Kasar Menurut ASTM 16

Tabel 3.1. Pengaruh kadar zat organik terhadap presentase penurunan kekuatan

beton 35

Tabel 3.2. Syarat persentase berat lolos standar ASTM 37

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus 45

Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus 46

Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar normal 47

Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar normal 48

Tabel 4.5. Hasil uji kuat tarik baja tulangan 49

Tabel 4.6. Nilai slump campuran adukan beton 51

Tabel 4.7. Hasil pengujian kuat desak beton umur 28 hari. 51

Tabel 4.8. Hasil pengujian kuat lentur balok bertulang 52

Tabel 4.9. Hasil lendutan balok bertulang normal 53

Tabel 4.10. Hasil lendutan balok bertulang dengan pengekangan jala nylon 54

Tabel 4.11. Hasil perhitungan kapasitas lentur hasil eksperimen 61

Tabel 4.12. Kapasitas lentur balok beton bertulang hasil analisa 69

Tabel 4.13. Hasil perbandingan kapasitas lentur analisa dan eksperimen 69


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Relasi tegangan-regangan untuk material polimer

thermoplastis

6

Gambar 2.2. Relasi σ-ε (tegangan-regangan) serat nylon 8

Gambar 2.3. Balok yang dibebani 2 buah gaya P/2 19

Gambar 2.4. Distribusi tegangan ekivalen dari Whitney 19

Gambar 2.5. Kurva Tegangan–Regangan untuk Beton Terkekang

dengan Sengkang Persegi

21

Gambar 2.6. Blok tegangan tekan beton yang mungkin terjadi 22

Gambar 2.7. Perilaku beban-lendutan struktur beton 23

Gambar 3.1. Benda uji balok bertulang normal 26

Gambar 3.2. Benda uji balok bertulang dengan pengekangan jala

nylon diluar tulangan

26

Gambar 3.3. Detail tulangan desain balok uji 27

Gambar 3.4. Bagan alir tahap-tahap metode penelitian 29

Gambar 3.5. Setting alat pengujian balok 44

Gambar 4.1. Grafik gradasi agregat halus 46

Gambar 4.2. Grafik gradasi agregat kasar normal 48

Gambar 4.3. Grafik hasil pengujian kuat lentur balok bertulang 52

Gambar 4.4. Grafik perbandingan lendutan antara balok bertulang

normal dan balok bertulang dengan pengekangan jala

nylon pada dial gauge 1

55




55




56

Gambar 4.7. Pola retak beton bertulang normal pada posisi barat 57

Gambar 4.8. Pola retak beton bertulang normal pada posisi timur 57

Gambar 4.9. Pola retak beton bertulang dengan pengekangan jala


commit to user

xv

nylon pada posisi barat 58

Gambar 4.10. Pola retak beton bertulang dengan pengekangan jala

nylon pada posisi timur

58

Gambar 4.11. Beban pada pengujian 59

Gambar 4.12. Perbandingan kapasitas lentur balok bertulang normal

dan balok bertulang dengan pengekangan jala nylon

62

Gambar 4.13. Diagram tegangan balok beton bertulang 63

Gambar 4.14. Diagram tegangan beton bertulang dengan pengekangan

jala nylon

66

Gambar 4.15. Grafik perbandingan kapasitas lentur analisa dan

eksperimen balok bertulang normal dan balok dengan

pengekangan jala nylon

70


commit to user

xvi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

ACI = American Concrete Institute

ASTM = American Standar for Testing and Materials

A = Luas penampang baja tulangan (mm2)

As = Luas tulangan tarik (mm2)

As’ = Luas tulangan tekan (mm2)

a = Tinggi distribusi tegangan persegi untuk kondisi regangan batas

B = Lebar balok (mm)

c = Gaya tekan dalam beton dengan tidak adanya tulangan tekan

cm = centimeter

Dc = Desak beton (MPa)

Ds = Desak tulangan (MPa)

d = Lebar efektif balok (mm)

Es = Modulus elastisitas (N/mm2)

fas = faktor air semen

fc’ = Kuat desak beton (MPa)

fs = Gaya tarik tulangan (MPa)

fs’ = Gaya tekan tulangan (MPa)

f’cr = Kuat desak rata-rata (MPa)

fy = Tegangan leleh baja tulangan (MPa)

h = Tinggi balok (mm)

kg = kilogram

kN = kilo newton

L = Panjang (mm)

m = meter

mm = millimeter

Mn = Momen nominal (Nmm)

MPa = Mega paskal (satuan tegangan)

N = Newton

P = Beban

x = Tinggi garis netral (mm)

% = Persentase


commit to user

xvii

= Rasio penulangan

= Rasio penulangan dalam keadaan seimbang = Rasio penulangan minimum = Rasio penulangan maksimum

εs = Regangan pada saat regangan beton maksimum dicapai εy = Regangan leleh tulangan baja


commit to user

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Hasil Pengujian Bahan Dasar

Lampiran B Perencanaan Campuran Adukan Beton

Lampiran C Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Bertulang

Lampiran D Dokumentasi Penelitian

Lampiran E Form Skripsi


commit to user

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beton sangat banyak digunakan sebagai bahan konstruksi. Banyaknya

pemakaian beton ini disebabkan antara lain karena beton terbuat dari bahan-

bahan yang umumnya mudah dibentuk, awet, bebas perawatan. Selain itu

beton juga mempunyai beberapa kelemahan salah satunya ialah mempunyai

kuat tarik rendah (Rashid Hameed dkk, 2009). Sehingga mudah retak dan apabila

telah terjadi kerusakan maka kemungkinan besar beton akan dihancurkan.

Dalam konstruksi bangunan peran beton sebagai komponen utama struktur saat

ini banyak mengalami penyempurnaan dalam hubungannya dengan kekuatan,

umur, manfaat, biaya. Dalam struktur bangunan yang menggunakan beton, kuat

lentur suatu balok beton bertulang merupakan salah satu masalah yang harus

diperhatikan.

Beban luar yang bekerja pada beton, seperti beban mati, beban hidup dan

gempa. mengakibatkan adanya suatu reaksi untuk melawan beban tersebut.

Reaksi-reaksi tersebut berupa tegangan tekan, tegangan lentur, tegangan retak,

modulus elastisitas dan lain-lain. Tegangan tersebut bila dilewati, maka

elemen struktur akan mengalami kehancuran. Salah satu upaya untuk

mencegahnya dapat dilakukan dengan pengekangan pada massa beton (Park

dan Paulay, 1975; Susilorini, 1999).

Tingginya permintaan akan beton membuat para pelaku industri dan peneliti

berlomba-lomba untuk membuat inovasi-inovasi yang solutif dan aplikatif pada

beton. Tujuannya agar didapat beton yang berkualitas tinggi, ramah lingkungan,

ekonomis, tahan lama dan mudah dalam pengerjaannya.


commit to user

46

Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi (DIKTI) merupakan salah satu instansi yang

memfasilitasi para peneliti untuk mengembangkan teknologi-teknologi baru di

berbagai disiplin ilmu salah satunya teknik sipil dengan memberikan hibah

kompetensi. Salah satunya adalah hibah kompetensi dengan judul kegiatan

“Pemanfaatan Material Lokal Untuk Teknologi Beton Ramah Lingkungan yang

Berkelanjutan” yang diketuai oleh Retno Susilorini dan Kusno Adi Sambowo.

Hibah kompetensi tersebut meneliti metode pengekangan perkuatan balok beton

bertulang dengan jala nylon. Hasil penelitian pada tahun pertama tersebut menjadi

rujukan dan pijakan untuk penelitian lanjutan pada tahun kedua. Pada tahun

kedua, penelitian hibah kompetensi ini bertujuan menghasilkan teknologi tepat

guna balok pra-cetak berpengekang jala nylon. Penelitian ini mendapat pendanaan

dari hibah kompetensi tersebut.

Untuk mengetahui pengaruh cara pengekangan dengan jala nylon maka

diperlukan suatu penelitian. Tugas Akhir ini dilakukan untuk mengetahui

perilaku pengekangan dengan jala nylon berdiameter 1,1 mm pada balok

beton dengan tulangan yang menerima beban lentur.

1.2. Perumusan Masalah

Pemasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini berkaitan dengan

pengekangan beton dengan jala nylon yaitu bagaimana perbandingan kuat

lentur balok beton bertulang tanpa pengekangan jala nylon dibandingkan dengan

balok beton bertulang dengan pengekangan jala nylon.

1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini diterapkan beberapa batasan:

1. Campuran beton dianggap homogen

2. Campuran pertama dan kedua dianggap sama.


commit to user

47

3. Standar campuran yang dipakai berdasarkan metode perhitungan SK-SNI-

15-1990-03.

4. Jala nylon yang digunakan adalah bermerk Golden fish dan berdiameter 1,1 mm.

Jala nylon tersebut berupa anyaman yang berbentuk persegi dengan ukuran

2,5cm × 2,5cm di masing-masing kotaknya.

5. Benda uji yang digunakan berukuran 3500 x 250 x 350 mm dengan detail

penulangan pada gambar terlampir.

6. Menganalisa uji kuat lentur dan pola retak balok uji.

1.4. Tujuan Penelitian

Penelitan ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kuat lentur balok beton

bertulang tanpa pengekangan jala nylon dibandingkan dengan balok beton

bertulang dengan pengekangan jala nylon.

1.5. Manfaat Penelitian

Penelitian ini beberapa manfaat:

1. Manfaat Teoritis

Mengembangkan pengetahuan mengenai pengekangan beton dalam struktur.

2. Manfaat Praktis

Memberikan alternatif penggunaan jala nylon yang ekonomis dengan

peningkatan kekuatan yang diharapkan.


commit to user

48

BAB 2

LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Landasan Teori

Beton banyak digunakan secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan tersebut

diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air, dan agregat (dan

kadang-kadang bahan tambah yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia

tambahan, serat, sampai bahan bangunan non-kimia) pada perbandingan tertentu.

Campuran tersebut apabila dituang dalam cetakan kemudian dibiarkan maka akan

mengeras seperti batuan (Tjokrodimuljo, 1996).

Perencanaan beton yang tercantum dalam Teknik Beton PU 1991, dinyatakan

bahwa Pokok-Pokok Perencanaan Struktur Beton dimaksudkan untuk

menghasilkan suatu struktur yang awet, mempunyai tingkat kelayakan dan

kekuatan memadai.

Dalam adukan beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen.

Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus

juga bersifat sebagai perekat/ pengikat dalam proses pengerasan. Sehingga

butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa

yang kompak/ padat (Tjokrodimuljo, 1996).

2.2 Tinjauan Pustaka

2.2.1 Pengertian Beton

Beton diperoleh dari pencampuran agregat halus, semen dan air serta kadang-

kadang bahan tambah lainnya. Semen jika diaduk dengan air akan terbentuk


commit to user

49

adukan pasta semen, sedangkan jika diaduk dengan air kemudian ditambah pasir

maka akan menjadi mortar semen dan jika ditambah dengan kerikil atau batu

pecah sehingga mengeras maka akan disebut beton.

Kekuatan, keawetan dan sifat-sifat lain dari beton tergantung dari kualitas bahan

dasar, perbandingan volume campuran, cara pelaksanaan, cara pemadatan,

pemeliharaannya, serta adanya bahan tambahan (admixture).

Beton normal merupakan beton yang cukup berat, dengan berat 2400 kg/m3, kuat

tekan 15 sampai 50 Mpa dan menghantarkan panas. Pada beton normal biasanya

digunakan agregat yang berat jenisnya antara 2,5 sampai 2,7 kg/m3, seperti granit,

basalt, kuarsa dan sebagainya.

Beton sering digunakan dalam konstruksi bangunan dikarenakan mempunyai

banyak sekali keuntungan diantaranya adalah:

1. Bahan pembentuk beton mudah didapat dengan harga relatif murah.

2. Beton tahan terhadap aus dan juga api atau kebakaran.

3. Beton segar mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apapun dengan

ukuran seberapapun sesuai keinginan, cetakan dapat dipakai beberapa kali

sehingga ekonomis dan menjadi lebih murah.

4. Perawatannya mudah dan murah.

5. Beton segar dapat disemprotkan dipermukaan beton lama yang retak maupun

diisikan ke dalam retakan beton dalam proses perbaikan dan dapat

dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang

posisinya sulit.

6. Beton sangat kuat dalam menahan desak serta mempunyai sifat tahan terhadap

perkaratan dan pembususkan oleh kondisi lingkungan. Bila dibuat dengan cara

baik kuat tekannya sama dengan batuan alami.

Beton juga mempunyai kelemahan yang perlu ditinjau oleh perencanaan dalam

merencanakan struktur bangunan, antara lain:


commit to user

50

1. Beton mempunyai kuat tarik rendah. Sehingga mudah retak, oleh karena itu

perlu diberi baja tulangan atau serat.

2. Beton sulit untuk kedap air sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, air

yang membawa kandungan garam dapat merusak beton.

3. Beton segar mengerut pada saat pengeringan dan beton keras mengembang

jika basah sehingga dilatasi (contraction joint) perlu diadakan pada beton yang

panjang atau lebar memberi tempat bagi susut pengerasan dan pengembangan

beton.

4. Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan didetail secara

seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi bersifat

daktail, terutama pada struktur tahan gempa.

2.2.2 Serat Nylon

Nylon merupakan nama generik dari polyamide (Hummel, 1998), termasuk jenis

material polimer thermoplastis. Polimer adalah rantai berulang dari atom yang

panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut

monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada

juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan

DNA.

Menurut Hummel (1998), nylon termasuk jenis polimer thermoplastic yang

mempunyai kinerja tegangan maupun regangan. Polimer mempunyai srtuktur

yang kokoh dan saling berhubungan biasanya 10 hingga 50% dari satuan polimer

ini saling mengikat dan menyilang. Ikatan polimer ini menjadi semakin kuat dan

tidak rapuh. Pemanasan dengan suhu tingi dapat menyebabkan patahnya ikatan

serta kerusakan dari material. Pada temperatur yang cukup, material ini dapat

menjadi lunak dan mudah untuk dibentuk, dan dapat didaur ulang dengan cara

dipanaskan kembali sehingga dapat dibuat menjadi produk baru.

Serat polymer sintesis (synthetic polymeric fiber), ditujukan sebagai perkuatan

dalam struktur beton. Serat sintesis merupakan hasil penelitian dan pengembangan

di bidang petrokimia industri tekstil. Biasanya yang dipakai adalah serat nylon


commit to user

51

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

REGANGAN

TE

GA

NG

AN

(M

Pa)

515

517

480

REGRESI

karena mempunyai kekuatan yang sangat tinggi, serta mempunyai tahan tekukan

dan gesekan yang tinggi dan tahan panas. Pada beton normal penambahan serat

nylon akan meningkatkan kuat lentur.

Menurut Susilorini (2007), hasil uji tarik serat nylon memberikan kurva relasi σ-ε

(tegangan-regangan) seperti yang disajikan Gambar 2.1

Gambar 2.1 Relasi σ-ε (tegangan-regangan) serat nylon

(sumber : Susilorini, 2007)

Hasil uji tarik serat nylon (Susilorini, 2007) menunjukkan sifat linier pada tahap

awal dengan adanya peningkatan beban hingga mendekati 400 N yang disertai

regangan serat nylon yang relatif kecil, yaitu ε = 0.01. Setelah beban kurang lebih

400 N tercapai, serat nylon mulai memperlihatkan sifat non-linearitasnya dengan

adanya fenomena ‘bergerigi’ saat terjadi peningkatan regangan yang signifikan

yang bersamaan dengan adanya peningkatan dan penurunan beban sampai dengan

putusnya serat nylon akibat beban tarik.

Keunggulan jala nylon yaitu yang mampu memberikan kontribusi signifikan bagi

teknologi ramah lingkungan yang berkelanjutan, dalam hal ini menyumbangkan

manfaat bagi desain elemen struktur beton.


commit to user

52

2.3. Material Penyusun Beton

Beton sangat penting dalam dunia teknik sipil yaitu sebagai bahan pembuatan

strukur, maka perlu pemilihan bahan-bahan pembentuk beton yang berkualitas.

Berbagai bahan pembentuk beton adalah semen, agregat, baik agregat kasar yang

berupa kerikil maupun pasir dan biasanya bahan tambahan lain.

2.3.1. Semen Portland.

Dalam konsep PBI, 1971, ditentukan bahwa semen yang dipergunakan untuk

pembuatan beton hanya semen portland dan semen portland pozzolan. Semen

yang digunakan dalam pembuatan beton termasuk dalam semen hidraulis

(hidraulic cements), artinya semen akan bekerja sebagai bahan pengikat bila

dicampur dengan air yang pada akhirnya bahan pengikat ini akan mengeras.

Semen portland merupakan semen hidraulis yang dihasilkan dengan cara

menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang

bersifat hidraulis dengan gips sebagai bahan tambahnya. Penambahan air pada

bahan ini akan menghasilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai

kakuatan seperti batu.

Semen portland memiliki sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan

melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi suatu massa yang padat sekaligus

dapat mengisi rongga-rongga kosong antar agregat. Komposisi kimia semen

portland pada umunya terdiri dari : CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 yang merupakan

oksida dominan. Sedangkan oksida lain jumlahnya hanya beberapa persen dari

berat semen adalah : MgO, K2O, Na2O, SO2, CO2, dan H2O. Susunan senyawa

yang terdapat pada semen tertera pada Tabel 2.1


commit to user

53

Tabel 2.1 Susunan unsur semen biasa Oksida Nama Umum % Berat

CaO Kapur 60-65

SiO2 Silika 17-25

Al2O3 Alumina 3-8

Fe2O3 Besi 0.5-6

MgO Magnesia 0.5-4

SO3 Sulfur 1-2

Na2O + K2O Soda/ potash 0.5-1

(Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo : Teknologi Beton, 1996)

Namun demikian pada dasarnya ada 4 unsur yang paling menentukan, yaitu:

1. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2

Unsur ini segera mengalami reaksi hidrasi dan menghasilkan panas apabila

terkena air. Hingga umur 14 hari, senyawa ini ikut berperan dalam proses

pengerasan awal. Semakin tinggi prosentase (C3S), maka proses pengerasan

awalnya akan semakin cepat yang disertai oleh panas hidrasi yang tinggi.

(C3S) kurang tahan terhadap reaksi kimia.

2. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2

Unsur ini baru berpengaruh terhadap semen setelah umur lebih dari 7 hari,

serta memberikan kekuatan akhir. Unsur senyawa ini berfungsi membuat

semen lebih tahan terhadap serangan kimia dan juga mengurangi susut

pengeringan.

3. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3

Unsur ini bereaksi sangat cepat, memberikan kekuatan setelah beton berumur

24 jam. Selama pengerasan awal maupun pengerasan selanjutnya yang

panjang, (C3A) sangat berpengaruh terhadap panas hidrasi yang tinggi.

Apabila unsur ini terkandung dalam semen lebih dari 10% maka mengurangi

ketahanan beton terhadap asam sulfat. Selain itu unsur ini juga mengakibatkan

retak-retak pada beton, hal ini terjadi karena (C3A) bereaksi dengan sulfat.

4. Tetra kalsium Alumina (C3AF) atau 4CaO.Al2O3. Fe2O3

Unsur ini tidak terlalu berpengaruh terhadap proses pengerasan semen.


commit to user

54

Berdasarkan tujuan pemakaiannya, semen portland di Indonesia dibagi menjadi

lima jenis seperti tertera pada Tabel 2.2

Tabel 2.2. Jenis-jenis semen portland. Jenis Semen Karakteristik Umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak

memerlukan persyaratan khusus

Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan

ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang penggunaannya memerlukan

persyaratan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi.

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut panas

hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

ketahanan yang kuat terhadap sulfat

(Sumber : Kardiyono Tjokrdimuljo, 1996)

Pada penelitian ini digunakan semen tipe satu yang digunakan untuk tujuan umum

(Semen Gresik PPC).

2.3.2. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisian

dalam campuran mortar dan beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi,

agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton, sehingga pemilihan

agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton.

Agregat biasanya diatur tingkatannya berdasarkan ukuran, suatu campuran yang

layak telah menyatakan persentase dari agregat yang halus dan yang kasar (Chu

Kia Wang & Charles Salmon G, 1990).


commit to user

55

Maksud penggunaan agregat di dalam campuran beton adalah:

1. Menghemat penggunaan semen portland.

2. Menghasilkan beton dengan kekuatan besar.

3. Mengurangi penyusutan pada pengerasan beton.

4. Gradasi agregat yang baik akan tercapai beton padat.

5. Sifat mudah dikerjakan (workability) dapat diperiksa pada adukan beton

dengan gradasi yang baik.

Murdock dan Brook (1999), juga berpendapat bahwa sifat yang paling penting

dari suatu agregat ialah kekuatan hancur dan tahanan terhadap benturan, yang

dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik

penyerapan air yang mempengaruhi ketahanan terhadap penyusutan.

Sebagai material penyusun beton, agregat yang digunakan dapat dibedakan dalam

2 jenis yaitu agregat halus dan agregat kasar yang masing-masing mempunyai

spesifikasi khusus, yaitu:

1. Agregat halus, (pasir alami dan buatan) adalah agregat yang butirannya

berkisar antara 0,15 sampai 5 mm.

2. Agregat kasar, (kerikil dan betu pecah) adalah agregat yang butirannya

berkisar antara 5 hingga 40 mm.

Agregat kasar maupun agregat halus berasal dari sumber yang sama yaitu dari

batuan magma pijar yang membeku akhirnya membentuk batuan beku dan batuan

sedimen. Batuan tersebut mengalami gradasi atau pelapukan menjadi batu pasir.

Secara mineralogi penyusun utama dari agregat beton berasal dari numerik kwarsa

(SiO2) dan mineral feldspar (jenis paglicoclase).

2.3.2.1. Agregat halus

SK.SNI T-15-1991-03, agregat halus adalah pasir sebagai hasil disintegrasi alami

buatan atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai

butiran yang lebih kecil dari 4,75 mm.


commit to user

56

Dalam pemilihan agregat halus benar-benar memenuhi persyaratan yang telah

ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pekerjaan

(Workability), kekuatan (Strength), dan tingkat keawetan (Durability) dari beton

yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air,

berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.

Untuk menentukan jenis pasir yang kita gunakan dapat kita gunakan spesifikasi

gradasi, yaitu angka yang menunjukkan berapa persen yang lolos dan tertahan

pada setiap saringan terhadap berat total agregat. Ukuran diameter butiran telah

ditentukan dalam spesifkasi tersebut.

Susunan gradasi yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan (density)

maksimum dan porositas (void) minimum ASTM C.33-97, membatasi bahan-

bahan yang lewat saringan no 200 sampai 3% untuk mortar yang mengalami

kikisan dan 5 % untuk jenis beton lainnya, kecuali untuk pasir dari batu pecah,

bilamana batas-batas boleh ditambah masing-masing 5 % dan 7 %. Persyaratan

gradasi agregat halus dapat dilihat pasa Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat halus ASTM C.33-97 Ukuran saringan

(mm)

Persentase Lolos Saringan

(%)

9,5 100

4,75 95-100

2,36 80-100

1,18 55-85

0,60 25-60

0,30 10-30

0,15 2-10

(Sumber : Concrete Technologi, Neville & Brooks 1987).

Pasir yang digunakan dalam campuran adukan beton harus memenuhi syarat-

syarat seperti tertera pada PBI 1971 Bab 3.3, yaitu:


commit to user

57

1. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras. Butir-butiran

agregat harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh

cuaca, seperti terik matahari atau hujan.

2. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5%. Lumpur adalah

bagian yang dapat melalui saringan 0,063 mm. Bila kadar lumpur melampaui

5 % maka agregat harus dicuci dahulu sebelum digunakan pada campuran.

3. Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang harus

dibuktikan dengan warna dari Abrams-Harder.

4. Pasir laut tidak boleh dipakai sebagai agregat halus untuk semua mutu beton,

kecuali dengan petunjuk-petunjuk dari lembaga yang diakui.

5. Agregat halus terdiri dari butir-butir beraneka ragam besarnya dan apabila

diayak, harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

a. Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat.

b. Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat.

c. Sisa di atas ayakan 0,25 mm, harus berkisar antara 80% samapi 95%

berat.

Pada penelitian ini digunakan agregat halus yang berasal dari Kaliworo, Klaten,

Jawa Tengah.

2.3.2.2. Agregat kasar

Agregat kasar harus diartikan sebagai agregat yang tertinggal di atas saringan uji 5

mm. Agregat kasar boleh diartikan sebagai kerikil pecah dengan kombinasi kerikil

utuh dengan kerikil pecah. (Murdock L.J & Brook K.M, Stephanus Hendarko,

1999).

SK SNI T-15-1991, disebutkan bahwa, agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil

disintegrasi alami dari batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri

pemecah batu dan mempunyai ukuran butiran antara 5 mm sampai 40 mm.

Berdasar PUBI 1982, agregat kasar untuk beton harus memenuhi hal-hal sebagai

berikut:


commit to user

58

1. Agregat kasar harus bersifat kekal, berbutir kasar dan keras serta tidak berpori.

Untuk pengujian kekerasan ditentukan dengan bejana Rudellof atau

menggunakan mesin Los Angelos, dengan ketentuan sebagai berikut :

a. Bejana Rudellof = butir agregat kasar yang hancur dan ayakan 2 mm,

tidak lebih dari 32 % berat total.

b. Mesin Los Angelos = butir agregat kasar yang hancur tidak lebih dari 50 %

berat yang diuji.

2. Bagian butir agregat kasar yang panjang dan pipih tidak melebihi 20 % berat

pengujian, terutama untuk beton mutu tinggi.

3. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zar yang dapat merusak beton,

seperti reaktif alkali.

4. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya dan

tidak melewati saringan 4,75 mm.

Sifat dari agregat kasar yang harus diketahui adalah:

1. Ketahanan (Hardness)

2. Bentuk dan tekstur permukaan (Shape and Surface).

3. Berat Jenis agregat (Spesific Gravity)

4. Ikatan antar agregat (Bonding)

5. Modulus halus butir (Fineness Modulus)

6. Gradasi agregat (Grading).

Untuk menentukan persen butir yang lewat ayakan dapat dilihat pada tabel batas

gradasi kerikil yang dapat dilihat pada Tabel 2.4.


commit to user

59

Tabel 2.4 Gradasi agregat kasar menurut ASTM

Lubang

ayakan

(mm)

Persen tembus komulatif

Ukuran butir nominal

37,5-4,75 37,5-4,75 37,5-4,75 37,5-4,75

50.0 100 - - -

37.5 90-100 100 - -

25.0 - 95-100 100 -

19.0 35-70 - 90-100 100

12.5 - 25-60 - 90-100

9.5 10-30 - 20-55 40-70

4.75 0-5 0-10 0-10 0-15

2.36 - 0-5 0-5 0-5

2.3.3. Air

Air diperlukan pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan semen

untuk membasahi agregat dan untuk campuran agar mudah pengerjaannya. Pada

umumnya air minum dapat dipakai untuk campuran beton. Air yang mengandung

senyawa-senyawa berbahaya , yang tercemar garam, gula, atau bahan-bahan kimia

lain, bila dipakai untuk campuran beton akan sangat menurunkan kekuatannya

dan juga dapat juga mengubah sifat-sifat semen (Nawy, 1998).

Air yang diperlukan hanya sekitar 25 persen berat semen saja, namun dalam

kenyataan nilai faktor air semen yang dipakai sulit kurang dari 0,35. Air yang

mempunyai persyaratan sebagai air minum memenuhi syarat pula untuk bahan

campuran beton (Tjokrodimuljo, 1998)

SNI (2002), menerangkan bahwa:

1. Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-

bahan merusak yang mengandung oli, alkali, garam, bahan organik, atau

bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.


commit to user

60

2. Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang di

dalamnya tertanam logam alumunium, termasuk air bebas yang terkandung di

dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang

membahayakan.

3. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan dalam beton, kecuali

tuntutan berikut terpenuhi:

a. Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran

beton yang menggunakan air dari sumber yang sama.

b. Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang

dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai

kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji

yang dibuat dengan air yang dapat diminum.

Kandungan air yang digunakan dalam campuran beton sebaiknya memenuhi

persyaratan berikut (Tjokrodimuljo, 1998):

1. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/ liter.

2. Tidak mengandung garam yang dapat merusak beton (asam, zat organis, dan

sebagainya, lebih dari 15 gram/ liter.

3. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/ liter.

4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/ liter.

2.4. Kuat Lentur Beton Bertulang

Beton bertulang adalah gabungan dari dua jenis bahan yaitu: beton dan baja

tulangan. Beton dimanfaatkan karena kekuatan tekannya yang tinggi, sedang baja

dimanfaatkan karena kekuatan tariknya yang tinggi.

Pembebanan pada sebuah balok menaikkan tegangan tarik, desak dan geser

sedemikian rupa sehingga pemikiran desain sebuah balok merupakan suatu

penghantar yang mudah pada prinsip elementer desain beton bertulang (Murdock

dan Brook, 1981).


commit to user

61

Menurut Edward G. Nawy (1990) lentur pada balok diakibatkan oleh regangan

yang timbul karena adanya beban luar. Apabila beban bertambah maka balok akan

terjadi deformasi dan regangan tambahan yang mengakibatkan retak lentur

disepanjang bentang balok. Bila beban semakin bertambah, pada akhirnya terjadi

keruntuhan elemen struktur. Taraf pembebanan yang demikian disebut keadaan

limit dari keruntuhan pada lentur.

Anggapan-anggapan yang dipakai sebagai dasar untuk metode perencanaan

kekuatan (ultimit) pada dasarnya adalah bahwa tegangan beton sebanding dengan

regangannya hanya sampai pada tingkat pembebanan tertentu.

Lenturan murni adalah suatu lenturan yang berhubungan dengan lenturan sebuah

balok di bawah suatu momen lentur (bending moment) konstan yang berarti

bahwa gaya lintangnya sama dengan nol (karena V=dXdM

). Sebaliknya lenturan

tidak merata berhubungan dengan lenturan dalam kehadiran gaya-gaya lintang,

yang berarti bahwa momen lenturnya akan bergerak sepanjang balok.

(Timoshenko dan Gere, 1996).

Untuk memberikan gambaran tentang definisi tersebut, akan ditinjau sebuah balok

yang dibebani secara simetris oleh dua buah gaya P/2 yang dapat dilihat pada

gambar 2.2.

P

2P

2P

a L - 2a a

L

Gambar 2.2 Balok yang dibebani 2 buah gaya P/2


commit to user

62

Regangan berimbang adalah keadaan dimana serat tekan ekstrim dan tulang tarik

secara bersamaan mencapai masing-masing regangan ecu dan ey seperti terlihat

pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Distribusi tegangan ekivalen dari Whitney

Berdasarkan Gambar 2.3 dapat dihitung dengan rumus: C䲈实0,85时f䲈烛时a 时b ( 2.1 ) T 实A 时f哦 ( 2.2 ) T烛实A′ 时f哦

Dengan: C䲈 = gaya tekan pada beton T = gaya tarik pada baja T′ = gaya tekan pada baja f䲈烛 = kuat tekan beton

a = tinggi blok tegangan

b = lebar balok f哦 = tegangan leleh baja A = luas baja tarik A′ = luas baja tekan

Persamaan kesetimbangan didapat: C䲈实T 石T烛 ( 2.3 ) 0,85f䲈烛ab 实纵Af哦邹石纵A烛f哦邹 ( 2.4 )


commit to user

63

Sehingga dari Persamaan 3.5 didapatkan nilai a: a 实纵拟庆牛球邹能纵拟庆煮牛球邹难,㑈3牛擒煮凝 ( 2.5 )

Sehingga momen nominal untuk tulangan sebelah dapat dihitung dengan

persamaan:

Mn = TZ囊十T烛Z挠

= (纵Af哦石A烛f哦邹纵圭石a 2⁄ 邹邹十纵A烛f哦纵d 石d烛邹邹

Dengan mensubstitusikan a dari Persamaan 2.5 dari persamaan diatas, akan

menyederhanakan rumus Mn, yakni:

Mn = (纵Af哦石A烛f哦邹纵圭石a 2⁄ 邹邹十纵A烛f哦纵d 石d烛邹邹 = 纵Af哦石A烛f哦邹纵圭石纵Asfy邹石纵As′fy邹2时0,85fc′ b 邹邹十纵A烛f哦纵d 石d烛邹邹

Dengan :

Mn = Momen nominal

d = Tinggi efektif

d’ = Jarak dari tepi serat terteka ke pusat tulangan tekan.


commit to user

64

2.4.1 Pemodelan Pengekangan Balok Beton

f’c

B Tan 0

f’c f’c

0,5f’c Confined concrete

ε50h C

0,2f’c D

Unconfined concrete

0,002 ε50u ε50c ε20c εc

Gambar 2.4 Kurva tegangan–regangan untuk beton terkekang dengan sengkang persegi

(sumber : Park dan Paulay, 1975)

Menurut Park dan Paulay (1975) Hubungan tegangan–regangan untuk beton

terkekang dapat diasumsikan untuk menetukan distribusi tegangan tekan pada

daerah tekan pada elemen dengan beton yang terkekang. Untuk regangan tertentu

pada serat tekan ekstrim dan kurva σ-ε (tegangan–regangan), maka dapat

ditentukan parameter blok tegangan tekan.

Model pengekangan balok dari Kent-park (Gambar 2.4) memiliki karakteristik

berdasarkan rumus σ-ε beton dikekang sengkang persegi sebagai berikut

(Susilorini, 1999) :

1. Wilayah AB : εcm ≤ 0,002

fc = f’cïþ

ïýü

ïî

ïíì

÷ø

öçè

æ-÷ø

öçè

æ2

002,0002,0

2 ee c (2.6)

2. Wilayah BC : 0,002εc ≤ εcm ≤ ε20c


commit to user

65

fc = f’’c ( ){ }002,01 c -- eZ (2.7)

3. Wilayah CD : εc ≥ ε20c

fc = 0,2 f’c (2.8)

εcm

kd f’c f’c Neutral Axis

Strain εcm ≤ εo εo ≤ εcm ≤ ε20c εcm ≤ ε20cm

Stess block 1 Stess block 2 Stess block 3

Gambar 2.5 Blok tegangan tekan beton yang mungkin terjadi (sumber : Park dan Paulay, 1975)

Susilorini (1999) menegaskan bahwa pengekangan beton dipengaruhi oleh nilai Z.

Nilai Z menunjukan kemiringan kurva pada wilayah BC. Menurut Park dan

Paulay (1975), pengekangan dimulai baik bila nilai Z semakin kecil sehingga

nilai µo akan semakin baik pula. Dari kurva tegangan–regangan beton terkekang

Kent–Park tersebut diatas, diperoleh tiga bentuk blok tegangan tekan (Gambar

2.5). Blok tekan tersebut tergantung pada regangan beton yang terjadi. Blok

tegangan 1 terjadi apabila εcm ≤ εc, blok tegangan 2 terjadi apabila εo ≤ εcm ≤

ε20c, dan blok tegangan tegangan terjadi bila εcm ≥ ε20cm.


commit to user

66

2.5 Keruntuhan Balok Beton Bertulang

Perilaku keruntuhan yang dominan pada struktur balok pada umumnya adalah

lentur, tentu saja itu akan terjadi jika rasio bentang (L) dan tinggi balok (h) cukup

besar. Jika rasio L/h kecil maka digolongkan sebagai balok tinggi (deep beam),

keruntuhan geser dominan. Apabila perilaku keruntuhan balok beton bertulang

diatas dua tumpuan dapat digambarkan dalam bentuk kurva beban-lendutan ,

maka bentuk kurva tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 2.7 Perilaku beban-lendutan struktur beton

Perilaku keruntuhan dapat dibagi dalam tiga tahapan, yaitu :

1. Elastis penuh (belum retak)

2. Tahapan mulai terjadi retak-retak

3. Tahapan plastis (leleh pada baja atau beton pecah).

Tiga jenis keruntuhan yang dapat diidentifikasi menurut Wiryanto

Dewobroto,2005 yaitu :

1. Diagonal-tension (D-T) , keruntuhan tarik–diagonal sifatnya tiba-tiba setelah

terbentuk retak diagonal yang kritis. Keruntuhan ini terjadi pada semua balok


commit to user

67

tanpa tulangan sengkang dan umumnya dialami bersamaan dengan terjadinya

split horizontal didaerah tekan dekat dengan daerah pembebanan.

2. Shear-compression (V-C), keruntuhan geser–tekan didominasi oleh balok

dengan bentang menengah dan mempunyai tulangan sengkang.

3. Flexure-compression (F-C), keruntuhan lentur dan terjadi pada balok dengan

bentang yang panjang dan ada sengkangnya.


commit to user

68

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Uraian Umum

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental

laboratorium, yaitu metode dengan melakukan percobaan di laboratorium untuk

mendapatkan suatu hasil yang menegaskan hubungan antara variabel yang

diselidiki. Pada penelitian ini digunakan benda uji balok beton bertulang dengan

ukuran panjang 3500 mm, lebar 250 mm dan tinggi 350 mm, dengan dua variasi

yaitu beton bertulang normal dan beton bertulang dengan pengekangan jala nylon.

Jumlah sampel yang diambil, 1 sampel untuk masing-masing variasi dengan mix

design SK.SNI.T-15-1990-03. Setelah melalui tahap perawatan, benda uji akan

dites kuat lentur.

3.2 Benda Uji

Benda uji yang digunakan kuat lentur adalah beton balok bertulang dengan ukuran

panjang 3500 mm, lebar 250 mm dan tinggi 350 mm, seperti gambar dibawah ini,

sebanyak 2 benda uji dengan 1 benda uji untuk masing-masing kondisi yaitu beton

bertulang normal, dan beton bertulang dengan pengekangan jala nylon pada

tulangan.


commit to user

69

Gambar 3.1 Benda uji balok bertulang normal

Gambar 3.2 Benda uji balok bertulang dengan pengekangan jala nylon diluar tulangan

350 cm

25 cm

35 cm


commit to user

70

25.0

35.0

3.0

29.0

3.0

19.0 3.03.0

7.0

16.1

8.1 8.1

26.1

keterangan:1. sengkang2. besi polos Ø 8 mm3. jumlah per balok uji 27 biji

Gambar 3.3 Detail tulangan desain balok uji

3.3. Tahap dan Prosedur Penelitian

Sebagai penelitian ilmiah, maka penelitian ini harus dilaksanakan dalam

sistematika dan urutan yang jelas dan teratur sehingga nantinya diperoleh hasil

yang memuaskan dan dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu pelaksanaan

penelitian dibagi dalam beberapa tahap, yaitu:

1. Tahap I (Tahap Persiapan)

Disebut tahap persiapan. Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang

dibutuhkan dalam penelitian dipersiapkan terlebih dahulu agar penelitian

dapat berjalan dengan lancar.

2. Tahap II (Tahap Pengujian Bahan)

Disebut tahap uji bahan. Pada tahap ini dilakukan penelitian terhadap agregat

kasar, agregat halus. Hal ini dilakukan untuk mengetahui sifat dan

karakteristik bahan tersebut. Selain itu untuk mengetahui apakah agregat kasar

maupun halus tersebut memenuhi persyaratan atau tidak.

pengaruh pengekangan jala nylon di tulangan …/pengaruh...perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id...

Documents