studi alternatif perencanaan alat uji rangkak … · berdasarkan sni 03-1729-2002 pasal 8.8 kuat...

23
1 STUDI ALTERNATIF PERENCANAAN ALAT UJI RANGKAK PADA BETON BERDASARKAN ASTM C512-02 Nama mahasiswa : Retno Sri Juliea Dosen pembimping : Dr. Tech. Pujo Aji, ST. MT. Data Iranata, ST. MT. PhD. ABSTRAK Rangkak merupakan perubahan bentuk yang merupakan fungsi dari waktu akibat beban tetap yang berlangsung terus-menerus. Untuk mengetahui rangkak pada beton dapat dilakukan dengan menggunakan alat pengetesan yang terdapat pada peraturan ASTM C512-02 dimana beban tetap diberikan tekanan menggunakan hidrolik sebesar 0 40 % fc’, tetapi penggunaan hidrolik memiliki beberapa kelemahan, diantara nya beban tetap yang dapat berubah-ubah dalam jangka waktu tertentu, serta harga hidrolik yang relatif mahal menjadi kendala tersendiri dalam melakukan pengetesan. Dalam perencanaan ini alat uji rangkak tersebut dimodifikasi menggunakan balok profil WF dan kolom beton. Untuk beban tetapnya tidak lagi menggunakan hidrolik melainkan dengan beban bercelah. Dari hasil analisa terlihat bahwa alat uji yang telah dimodifikasi lebih ekonomis dibandingkan dengan alat uji berdasarkan ASTM C512-02 dan hasil perhitungan biaya, didapat prosentase penghematan alat uji rangkak sebagai berikut 33.70 % (model 1, L = 3 m), 31.25 % (model 1, L = 2.75 m), 27.78 % (model 1, L = 2.5 m), 32.35 % (model 2, L = 3 m), 29.56 % (model 2, L = 2.75 m), 26.10 %. (model 2, L = 2.5 m) Maka berdasarkan hasil prosentase diatas diusulkan untuk memilih alat uji permodelan pertama dengan L = 3.00 meter karena prosentase penghematan 33.7 %. Kata kunci : beton, alat uji rangkak (creep), ASTM C512-02 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Metode Standar uji rangkak (creep) untuk beton tertekan adalah tata cara untuk mengetahui perubahan bentuk yang merupakan fungsi dari waktu akibat beban tetap yang berlangsung secara terus-menerus. Dewasa ini untuk melakukan uji rangkak pada beton pada umumnya mengacu pada peraturan Amerika, yaitu peraturan ASTM C512- 02, dimana di dalamnya terdapat prosedur-prosedur untuk melakukan pengujian rangkak pada beton. Pengujian berdasarkan ASTM C512-02 dilakukan dengan menggunakan beberapa benda uji yang diletakkan pada rangka, kemudian dilakukan pembebanan menggunakan alat hidrolik dalam beberapa waktu tertentu.(lihat Gambar 1.1 dan Gambar 1.2). Berdasarkan prosedur , intensitas beban yang diberikan harus tidak boleh berselisih lebih dari 2% dengan beban yang sebenarnya. Namun adakalanya terjadi perubahan yang melebihi ketentuan karena hidrolik yang rentan terhadap guncangan. Padahal dalam pengujian creep membutuhkan waktu yang lama untuk mengetahui besarnya rangkak. Dibutuhkan waktu hingga satu tahun dalam pembacaan regangan yang terjadi. Bacaan regangan sebelum dan sesudah pembebanan harus dicatat, begitu pula pembacaan dua hingga enam jam kemudian, setiap hari selama seminggu, setiap minggu selama satu bulan, dan setiap bulan hingga satu tahun,dan akan sangat merepotkan apabila terjadi kesalahan dalam pembebanan, karena alat tersebut harus dijacking kembali dan dilakukan pengukuran ulang mulai dari waktu awal. Selain itu pembuatan alat uji rangkak pada beton berdasarkan ASTM C512-02 membutuhkan harga yang relatif lebih mahal. Menurut survey yang telah dilakukan pengadaan alat hidrolik saja membutuhkan biaya antara 8-25 juta rupiah, tergantung kapasitas tekanan yang diinginkan. Oleh karena itu, dalam tugas akhir ini akan dilakukan pemodifikasian terhadap alat uji rangkak tersebut yaitu dengan mengganti hidrolik dengan profil baja yang dinilai akan lebih ekonomis dalam

Upload: dangliem

Post on 17-Mar-2019

226 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

1

STUDI ALTERNATIF PERENCANAAN ALAT UJI RANGKAK PADA BETON

BERDASARKAN ASTM C512-02

Nama mahasiswa :

Retno Sri Juliea

Dosen pembimping :

Dr. Tech. Pujo Aji, ST. MT.

Data Iranata, ST. MT. PhD.

ABSTRAK

Rangkak merupakan perubahan bentuk yang merupakan fungsi dari waktu akibat beban tetap

yang berlangsung terus-menerus. Untuk mengetahui rangkak pada beton dapat dilakukan dengan

menggunakan alat pengetesan yang terdapat pada peraturan ASTM C512-02 dimana beban tetap

diberikan tekanan menggunakan hidrolik sebesar 0 – 40 % fc’, tetapi penggunaan hidrolik memiliki

beberapa kelemahan, diantara nya beban tetap yang dapat berubah-ubah dalam jangka waktu tertentu,

serta harga hidrolik yang relatif mahal menjadi kendala tersendiri dalam melakukan pengetesan.

Dalam perencanaan ini alat uji rangkak tersebut dimodifikasi menggunakan balok profil WF

dan kolom beton. Untuk beban tetapnya tidak lagi menggunakan hidrolik melainkan dengan beban

bercelah.

Dari hasil analisa terlihat bahwa alat uji yang telah dimodifikasi lebih ekonomis dibandingkan

dengan alat uji berdasarkan ASTM C512-02 dan hasil perhitungan biaya, didapat prosentase

penghematan alat uji rangkak sebagai berikut 33.70 % (model 1, L = 3 m), 31.25 % (model 1, L = 2.75

m), 27.78 % (model 1, L = 2.5 m), 32.35 % (model 2, L = 3 m), 29.56 % (model 2, L = 2.75 m), 26.10 %.

(model 2, L = 2.5 m) Maka berdasarkan hasil prosentase diatas diusulkan untuk memilih alat uji

permodelan pertama dengan L = 3.00 meter karena prosentase penghematan 33.7 %.

Kata kunci : beton, alat uji rangkak (creep), ASTM C512-02

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Metode Standar uji rangkak (creep) untuk

beton tertekan adalah tata cara untuk mengetahui

perubahan bentuk yang merupakan fungsi dari

waktu akibat beban tetap yang berlangsung secara

terus-menerus. Dewasa ini untuk melakukan uji

rangkak pada beton pada umumnya mengacu pada

peraturan Amerika, yaitu peraturan ASTM C512-

02, dimana di dalamnya terdapat prosedur-prosedur

untuk melakukan pengujian rangkak pada beton.

Pengujian berdasarkan ASTM C512-02

dilakukan dengan menggunakan beberapa benda uji

yang diletakkan pada rangka, kemudian dilakukan

pembebanan menggunakan alat hidrolik dalam

beberapa waktu tertentu.(lihat Gambar 1.1 dan

Gambar 1.2). Berdasarkan prosedur , intensitas

beban yang diberikan harus tidak boleh berselisih

lebih dari 2% dengan beban yang sebenarnya.

Namun adakalanya terjadi perubahan yang melebihi

ketentuan karena hidrolik yang rentan terhadap

guncangan. Padahal dalam pengujian creep

membutuhkan waktu yang lama untuk mengetahui

besarnya rangkak. Dibutuhkan waktu hingga satu

tahun dalam pembacaan regangan yang terjadi.

Bacaan regangan sebelum dan sesudah pembebanan

harus dicatat, begitu pula pembacaan dua hingga

enam jam kemudian, setiap hari selama seminggu,

setiap minggu selama satu bulan, dan setiap bulan

hingga satu tahun,dan akan sangat merepotkan

apabila terjadi kesalahan dalam pembebanan,

karena alat tersebut harus dijacking kembali dan

dilakukan pengukuran ulang mulai dari waktu awal.

Selain itu pembuatan alat uji rangkak pada

beton berdasarkan ASTM C512-02 membutuhkan

harga yang relatif lebih mahal. Menurut survey

yang telah dilakukan pengadaan alat hidrolik saja

membutuhkan biaya antara 8-25 juta rupiah,

tergantung kapasitas tekanan yang diinginkan.

Oleh karena itu, dalam tugas akhir ini akan

dilakukan pemodifikasian terhadap alat uji rangkak

tersebut yaitu dengan mengganti hidrolik dengan

profil baja yang dinilai akan lebih ekonomis dalam

2

pembuatannya. Dengan pemodifikasian ini maka

diharapkan dalam pelaksanaannya beban yang

diberikan akan bersifat konstan dan tidak mudah

berubah.

1.2. Permasalahan

Permasalahan yang ditinjau dalam

modifikasi alat pengujian rangkak (creep) antara

lain :

1) Bagaimana hasil tipe modifikasi alat yang

lebih layak untuk diaplikasikan?

2) Bagaimana hasil perbandingan biaya

pembuatan alat antara alat modifikasi

dengan alat berdasarkan ASTM C512-

02,dan menentukan yang lebih ekonomis?

1.3. Tujuan

Dalam perencanaan modifikasi alat uji

rangkak pada beton mempunyai tujuan diantaranya

adalah :

1. Mendapatkan tipe alat yang dapat

diaplikasikan.

2. Memperoleh hasil perbandingan biaya

antara alat modifikasi dengan alat ASTM

C512-02, dan mengetahui alat yang mana

yang lebih ekonomis.

1.4. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah studi modifikasi

alat uji rangkak pada beton ini sebagai berikut :

1. Studi ini membahas sebatas desain alat uji

rangkak dan analisa biaya tidak dilakukan

percobaan praktikum.

2. Tidak melakukan perhitungan struktur

bagian bawah.

1.5. Manfaat Adapun manfaat dari studi optimasi

modifikasi alat uji rangkak pada beton ini adalah :

Memberikan alternatif pilihan bagi pelaku

konstruksi dalam melakukan tes pengujian rangkak

pada beton.

Gambar 1.1 Alat uji rangkak di Lab Beton ITS

Gambar 1.2 Hidrolik

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Umum

Pengertian rangkak menurut ASTM C 512-

02 adalah perubahan bentuk yang merupakan fungsi

dari waktu akibat beban tetap yang berlangsung

terus-menerus. Rangkak berhubungan erat terhadap

regangan (ε), tegangan (σ), dan waktu (t). (Jan

A.H.Hult,1966).

2.2 Alat Uji Rangkak (Creep) Berdasarkan

ASTM C512-02

Peraturan ASTM C512-02 menjelaskan

bermacam-macam hal mengenai uji rangkak,

diantaranya syarat-syarat komponen alat uji serta

prosedur pengujian.

2.2.1 Komponen alat uji rangkak 1. Rangka Pemberi Beban Tekan

Rangka pemberi beban tekan harus memenuhi

ketentuan sebagai berikut :

a. Harus memmpunyai :

- Pelat-pelat landas pengaruh

beton

- Elemen penjaga besarnya

beban

- Batang bergulir penahan reaksi

dari beban yang diberikan

b. Mampu memberikan dan menjaga

besarnya beban tetap yang disyaratkan

pada benda uji.

c. Ketidarataan permukaan bidang tumpu

pelat-pelat landas pengarah beban

maksimal 0.001 in.(0,025 mm).

3

d. Pada penentuan rangkak untuk

beberapa silinder uji yang ditumpuk

dan dibebani secara simultan, jarak

antar pelat landas maksimal 70 in.(1780

mm).

Gambar 2.1 Rangka pemberi beban tekan

(Spring-Loaded Creep Frame)

2. Benda Uji

Adapun ketentuan mengenai benda uji

berdasarkan ASTM C512-02 yaitu :

a. Masing-masing benda uji memiliki

diameter 6+1/16 in. (atau 150+1,6 mm),

dengan panjang 11 ½ in. (292 mm).

b. Jumlah benda uji untuk setiap macam

campuran beton minimal 2 buah untuk

benda uji kuat tekan, 2 benda uji kontrol, 2

buah untuk benda uji rangkak.

3. Beban tekan, pemberian beban tekan

harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :

1. Maksimal 40% dari kuat tekan rata-rata

pada umur awal pembebanan.

2. Dapat diawali pada umur :

- 28 hari, untuk keperluan

membandingkan potensi

rangkak dari beton yang

berbeda-beda.

- 2 hari, 7 hari, 90 hari dan 1

tahun, untuk meneliti perilaku

rangkak yang lengkap pada

beton tertentu.

2.2.2 Prosedur pengujian

Pembacaan regangan minimal sebagai berikut :

1. Sesaat setelah pemberian beban mencapai

intensitas beban yang direncanakan.

2. 2 jam sampai 6 jam kemudian.

3. Setiap hari selama 1 minggu

4. Mingguan selama 4 minggu

5. Bulanan selama 1 tahun

6. Setelah pelepasan beban :

- Sesaat setelah beban dilepaskan;

- 2 jam sampai 6 jam kemudian

- Setiap hari selama 1 minggu

2.3 Menghitung Gaya Geser pada Balok

Jika diketahui gaya disuatu titik pada balok,

maka di titik lainnya dapat diketahui gaya

yang bekerja untuk mencapai kesetimbangan

dengan menggunakan rumus mekanika

teknik. Dengan ΣM = 0, maka berdasarkan

untuk Gambar 2.2 besarnya RA dan RC yaitu

gaya geser di titik A dan C dapat dicari.:

(2.1)

((2.2)

Gambar 2.2 Permodelan I

Untuk balok dengan berat sendiri seperti

Gambar 2.3 menggunakan perhitungan

mekanika teknik, menggunakan ΣM = 0,

besarnya RB dan RA yaitu :

(2.3)

x1 x2

PB

CBARc

1

2

21

1

1

0

0

0

0

x

xRR

xRxR

MB

L

xPR

LRxP

M

C

A

CA

B

C

CB

A

1

2

2

1

2

1

02

1

0

x

LRcql

R

LRcqlxR

M

B

B

A

4

(2.4)

Gambar 2.3 Permodelan I dengan berat

sendiri

Berdasarkan Gambar 2.4 dengan

menggunakan perhitungan mekanika teknik,

menggunakan ΣM = 0, besarnya RA dan RC

yaitu :

(2.5)

(2.6)

Gambar 2.4 Permodelan II

.2. 4 Kelangsingan Penampang

Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4

pengertian penampang kompak, tak kompak,dan

langsing suatu komponen struktur yang

memikul lentur , ditentukan oleh kelangsingan

elemen-elemen tekannya. Penampang dikatakan

kompak jika memenuhi syarat ketentuan batas

kelangsingan :

(2.7)

(2.8)

(2.8)

Jika penampang kompak maka

berdasarkan SNI 03-1729-2002 pasal 8.2.3

adalah :

Mn = Mp (2.9)

2.5 Kontrol Kuat Geser

Berdasarkan SNI 03-1729-2002 pasal

8.8 Kuat geser balok tergantung perbandingan

antara tinggi bersih pelat badan (h) dengan

tebal pelat badan (tw). Untuk menentukan

rumusan kuat geser (Vn) yang sesuai dapat

dilihat pada flow chart Gambar 2.5

No No

Yes

Yes

Pelat badan leleh plastis

yw ft

h 1680

yftf

bf 170

2

yw ft

h 1100

wyn AfV 6.0

START

h, tw, fy

FINISH

ywy ft

h

f

13701100

Pelat badan menekuk

inelastic

inelastic buckling

y

wwyn

fh

tAfV

11006.0

A

x1 x2

B

CBARc

q

x1 x2

B

CBARc

x3

L

3

1

31 0

0

xL

xRR

xLRxP

M

B

C

cB

A

1

32

321 0

0

x

xxRR

xxRxR

M

cA

cA

B

1

2

2

2

12

2

2

2

121

2

1

2

1

02

1

2

1

0

x

qxqxxR

R

qxqxxRxR

MB

C

A

CA

5

Gambar 2.5 Flow chart kontrol kuat geser

Gambar 2. 5 Flow chart kontrol kuat geser

(lanjutan)

Kuat rencana geser : Vu = ф Vn ф

=0.9 (2.10)

2.6 Dimensi Kolom

Perhitungan dimensi kolom dilakukan

dengan membedakan beban yang ada dengan

beban mati dan beban hidup. Namun pada

struktur alat ini hanya terdapat beban mati,

maka beban hidup tidak diperhitungkan

sehingga berdasarkan SNI 03-1729-2002 pasal

6.2.2 kombinasi pembebanannya menggunakan

1.4D dimana D adalah beban mati yang

diakibatkan oleh konstruksi.

2.7 Penulangan Memanjang

Untuk mencegah lentur akibat momen,

maka kolom memerlukan penulangan

memanjang. Dengan menggunakan diagram

interaksi (lihat Gambar 2.7) maka didapat nilai

ρ.

(2.11)

(2.12)

Jumlah tulangan terpasang =

(2.13)

Pengekangan kolom =

(2.14)

Atau

(2.15)

Diambil Ash yang maksimum untuk menentukan

penulangan sengkang.

Gambar 2.6 Penampang kolom

Keterangan :

ρ = rasio tulangan

Ag = luas penampang kolom

Ash =Luas total penampang sengkang

fyh = mutu tulangan

fc’ = mutu beton

hc = tinggi kolom

gs AA

1

'.3.0 .

ch

g

yh

ccsh

A

A

f

fhsA

yh

ccsh

f

fhsA

'.09.0 .

hA

M

A

P

g

n

g

n

A

Pelat badan menekuk elastic Elastic

buckling 2

9000

w

w

n

t

h

AV

yw ft

h 1370

FINISH

6

BAB III

METODOLOGI

3.1 Umum

Secara umum langkah-langkah yang perlu

ditempuh dalam rangka menyelesaikan tugas akhir

ini dapat dilihat pada diagram alir yang tertera pada

Gambar 3.1. Selanjutnya pembahasan secara detail

dari masing-masing langkah juga diuraikan pada

halaman selanjutnya.

Gambar 3.1 Bagan alir metodologi

3.2 Studi Literatur

Mempelajari liratur berupa peraturan

ASTM C 512-02 tentang Standard Test method of

Concrete in Compression.

3.3 Menetapkan Usulan Sket Alat

Diusulkan dua perencanaan alternatif alat

uji rangkak yang saat nanti akan dilakukan analisa

untuk mencari alat yang lebih ekonomis dan

feasible. Perencanaan pertama menggunakan cara

dengan menggerak-gerakkan perletakan B (lihat

Gambar 3.2 – Gambar 3.4), sedangkan perencanaan

alat kedua dengan menggerakkan beban dititik C

(lihat Gambar 3.5 – Gambar 3.7),

Gambar 3.2 Permodelan mekanika teknik

perencanaan pertama

A B C

Gambar 3.3 Ilustrasi modifikasi alat uji rangkak

perencanaan pertama

Gambar 3.4 Tampak 3D alat uji rangkak

perencanaan pertama

Gambar 3.5 Permodelan mekanika teknik

perencanaan kedua

Analisa akhir

START

Studi literatur

Menetapkan

usulan sket alat

Penentuan variabel

bebas, penelitian dan

nilai-nilainya

Menghitung Biaya:

1. Pembuatan alat

x1 x2

PB

CBARc

x1 x2

B

CBARc

x3

L

Mendesain Kolom

FINISH

7

A B C

Gambar 3.6 Ilustrasi modifikasi alat uji rangkak

perencanaan kedua

Gambar 3.7 Tampak 3D alat uji rangkak

perencanaan kedua

3.4 Menentukan Variabel Bebas dan Nilai-

nilainya Tahap awal yang dilakukan dalam

mendapatkan desain alat tersebut yaitu menentukan

variable-variabel dan nilai-nilai yang diantaranya:

1. Besar Beban Tetap (PB)

Berdasarkan ASTM C512-02, Beban tetap

diberikan antara (0 – 40)% dari kuat tekan beton.

Pada tugas akhir ini beban tetap yang diberikan

dalam 4 varian yaitu sebesar 10%, 20%, 30% dan

40% dari kuat tekan beton yang telah ditetapkan.

Untuk mencari besar pembebanan pertama-tama

tentukan kuat tekan beton terlebih dahulu, dalam

tugas akhir ini digunakan benda uji silinder ukuran

15 cm x 30 cm, mutu beton normal (15-40 Mpa)

digunakan angka maksimum yaitu sebesar 40 Mpa.

Kemudian luas benda uji dikalikan dengan mutu

beton, maka didapat besar pemebebanan awal (P).

Untuk mencari beban tetap di titik B (PB) maka

beban awal (P) dikalikan dengan prosentase 10 – 40

%.

Tabel 3.1 Kuat tekan beban yang diberikan

P PB =

10%P PB =

20%P PB =

30%P PB =

40%P

70.65 7.065 14.13 21.195 28.26 ton

2. Panjang Balok (l)

Pada pengerjaan tugas akhir ini panjang balok

ditetapkan terlebih dahulu. Penulis mencoba

menetapkan 3 ukuran panjang balok yang berbeda

yaitu sebesar 3.00 m, 2.75 m dan 2.50 m. Ukuran

tersebut dipilih agar alat yang akan didesain tidak

terlalu besar sehingga tidak memakan banyak

tempat. Ukuran panjang balok yang berbeda

bertujuan untuk mengetahui perbandingan hasil

perhitungan.

3. Menghitung gaya geser dan momen yang

terjadi

Dengan menggunakan perhitungan

mekanika teknik, ΣM = 0, dapat dicari nilai-nilai

gaya geser dan momen pada balok.

3.5 Mendesain Profil Balok

Profil balok didesain dengan standar

ketetntuan SNI 03-1729-2002

3.6 Mendesain Kolom

Merencanakan dimensi kolom dan

penulangan kolom sehingga mampu memikul reaksi

yang terjadi.

3.7 Menghitung Biaya

Dalam tugas akhir ini dilakukan dua macam

perhitungan biaya, yaitu perhitungan biaya terhadap

pembuatan alat.

3.8 Analisa Akhir

Dari hasil perhitungan biaya yang telah

dilakukan maka dibuat grafik. Grafik yang dibuat

yaitu Grafik analisa biaya pembuatan alat. Dari

hasil grafik dapat dilihat biaya pembuatan alat

alternatif ini yang lebih ekonomis dibandingkan alat

uji berdasarkan ASTM yang menggunakan

hirdrolik.

BAB IV

DESAIN ALAT 4.1. Umum

Pada bab ini penulis akan melakukan

studi analisa untuk menentukan desain baik

berupa dimensi maupun besarnya beban pada

alat uji rangkak beton. Sebelum merencanakan

8

dimensi, terlebih dahulu menentukan beban

tetap di titik B, yaitu beban yang akan menekan

benda uji secara tetap dalam waktu tertentu,

yang disebut PB. Besarnya beban tetap

bergantung dari besarnya fc’ dan prosentase

yang digunakan (0 - 40 %). Besarnya beban

tetap (PB) sendiri dapat dicari dengan

menggunakan rumus tegangan terhadap luasan.

Setelah mendapatkan nilai PB, maka dengan

perhitungan mekanika teknik gaya reaksi di titik

A dan di titik C dapat dicari. Gaya di titik A

(RA) akan digunakan untuk mendesain

sambungan dan kolom, sedangkan gaya reaksi

di C (RC) dicari untuk mendesain jumlah beban

gantung yang akan digunakan . Setelah nilai RA

dan RC didapat, maka dilanjutkan dengan

mendesain balok, sambungan, dan kolom.

Dalam tugas akhir ini dilakukan dua analisa

yang bebeda, yang pertama permodelan dengan

memindah-mindah letak titik B sehinga nilai x1

berubah-ubah, yang kedua dengan permodelan

dengan memindah-mindahkan letak nilai titik C

sehingga nilai x2 berubah-ubah.

Gambar 4.1 Permodelan mekanika teknik

4.2 Menentukan Nilai Beban Tetap (PB)

Beban tetap berfungsi sebagai beban

yang akan menekan benda uji dalam waktu

tertentu sehingga mengalami rangkak. Dengan

benda uji berukuran 150 mm x 300 mm, dan

kuat tekan 40 MPa maka beban tetap (PB) dapat

dicari dengan menggunnakan rumus tegangan

terhadap luas.

Untuk hasil PB dengan prosentase yang berbeda

dapat dilihat pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Nilai beban tetap (PB) Keterangan : n % adalah besarnya prosentase

terhadap fc’

4.3 Pemodelan Alat

Setelah mendapatkan nilai beban tetap,

langkah selanjutnya adalah menentukan

pergerakkan beban dengan dua permodelan.

Permodelan yang dimaksud adalah dengan

memindah-mindahkan letak tumpuan/titik.

Penulis menggunakan dua macam permodelan

yang berbeda, permodelan pertama dengan

menggerakkan letak titik B dan permodelan

kedua dengan menggerakkan letak titik C.

4.3.1 Permodelan Pertama

Permodelan Pertama yaitu

menggerakkan letak titik B, dengan memindah-

mindahkan letak titik B sehingga terjadi

perubahan terhadap nilai x1 sesuai beban tetap

(PB) yang ditentukan. Untuk mendapatkan nilai

RC yang minimum maka nilai x1 ditetapkan

lebih besar dari 12.5 cm, dimana nilai 12.5 cm

diperoleh dari setengah diameter load plate yang

didesain berdiamater 25 cm. Dengan

menggunakan rumus (2.5) nilai RC bisa didapat.

Agar didapatkan perbandingan maka

permodelan ini dilakukan dengan tiga

percobaan. Percobaan I menggunakan balok

dengan bentang 3 meter, Percobaan II dengan

bentang 2.75 meter dan Percobaan III dengan

bentang 2.5 meter.

Gambar 4.2 Mekanika teknik untuk Permodelan

Pertama

4.3.2 Permodelan Kedua

Permodelan Kedua yaitu dengan

Permodelan dengan menngerakkan letak titik C

yang dilakukan dengan memindah-mindahkan

letak titik C sejauh x3, dimana x3 didapat dengan

n% fc' (Mpa) PB(N) PB(kg)

PB (ton)

10 4 70650 7065.00 7.07

20 8 141300 14130.00 14.13

30 12 211950 21195.00 21.20

40 16 282600 28260.00 28.26

x1 x2

B

CBARc

L

tonkg

NP

fcuntukP

APA

Pfc

B

B

B

B

07.77065

70650)1504

1()401.0(

'%10

'

2

x1 x2

B

CBARc

L

9

cara coba-coba. Sedangkan nilai x1 dan x2 sudah

ditetapkan masing-masing sebesar 0.13 m dan

2.87 meter. Permodelan kedua ini dilakukan

dengan tiga percobaan. Percobaan I

menggunakan balok dengan bentang 3 meter,

Percobaan II dengan bentang 2.75 meter dan

Percobaan III dengan bentang 2.5 meter.

Gambar 4.3 Mekanika teknik untuk Permodelan

Kedua

4.4 Perencanaan Balok dan Kolom

Untuk mendapatkan dimensi balok dan

kolom yang sesuai maka perlu direncanakan

terlebih dahulu dimensi dari balok dan kolom.

Hal-hal yang dilakukan pertama kali yaitu

merencanakan dimensi balok terlebih dahulu,

kemudian dilanjutkan dengan sambungan balok

dan dimensi kolom. Perencanaan dimensi dibagi

menjadi dua bagian, yaitu perencanaan dimensi

untuk permodelan pertama dan perencanaan

dimensi untuk permodelan kedua.

4.4.1 Perencanaan balok dan kolom untuk

pemodelan pertama

Perencanaan balok dan kolom meliputi

perencanaan balok,sambungan antar balok

dengan kolom, dan perencanaan kolom.

4.4.1.1 Perencanaan balok bentang 3.00

meter

Didapat dari hasil perhitungan profil

WF 400 x 200 x 8 x 13.

Akibat berat sendiri maka besar Nilai

RB menjadi lebih besar yang berarti beban tekan

di B menjadi lebih besar dibanding nilai awal

perhitungan beban tetap (PB). Oleh karena itu

untuk menyamakan kembali nilai beban tetap di

B maka nilai RC harus lebih kecil dari 1.18 ton.

Dilakukan cara coba-coba memasukkan nilai

RC. Dilakukan cara coba-coba memasukkan

nilai RC sehingga nilai PB sesuai atau lebih

kurang dengan nilai PB awal, dan hasil

perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 4.2

Tabel 4.2 Nilai RC dan RA setelah dikurangi

untuk L = 3.00 meter

Keterangan : n % adalah besarnya

prosentase terhadap fc’

4.4.1.2 Perencanaan balok bentang 2.75

meter

Didapat dari hasil perhitungan profil

WF 400 x 200 x 8 x 13.

Akibat berat sendiri maka besar Nilai

RB menjadi lebih besar yang berarti beban tekan

di B menjadi lebih besar dibanding nilai awal

perhitungan beban tekan (PB). Oleh karena itu

untuk menyamakan kembali nilai beban tetap di

B maka nilai RC harus lebih kecil dari 1.18 ton.

Dilakukan cara coba-coba memasukkan nilai RC

sehingga nilai PB sesuai atau lebih kurang

dengan nilai PB awal dan hasil perhitungannya

dapat dilihat pada Tabel 4.3

Tabel 4.3 Nilai RC dan RA setelah dikurangi

untuk L = 2.75 meter

Keterangan : n % adalah besarnya prosentase

terhadap

4.4.1.3 Perencanaan balok bentang 2.50

meter

Didapat dari hasil perhitungan profil

WF 400 x 200 x 8 x 13.

Akibat berat sendiri maka besar Nilai

RB menjadi lebih besar yang berarti beban tekan

di B menjadi lebih besar dibanding nilai awal

perhitungan beban tetap (PB). Oleh karena itu

untuk menyamakan kembali nilai beban tetap di

B maka nilai RC harus lebih kecil dari 1.18 ton.

Dilakukan cara coba-coba memasukkan nilai RC

sehingga nilai PB sesuai atau lebih kurang

n (%) RC RA

(ton) (ton)

10 1.08 5.79

20 1.08 12.84

30 1.08 19.90

40 1.08 26.96

n (%) RC RA

(ton) (ton)

10 1.19 5.64

20 1.19 12.66

30 1.19 19.73

40 1.19 26.84

x1 x2

B

CBARc

x3

L

10

dengan nilai PB awal dan hasil perhitungannya

dapat dilihat pada Tabel 4.4

Tabel 4.4 Nilai RC dan RA setelah dikurangi

untuk L = 2.50 meter

Keterangan : n % adalah besarnya prosentase

terhadap fc’

4.4.1.4. Merencanakan sambungan pada

balok bentang 3.00 meter

Sambungan yang digunakan ada tiga

macam yaitu Sambungan Iberupa rigid

connection (jepit), sambungan II berupa simple

connection (sendi) dan sambungan III dengan

menggunakan angker.

L = 3 meter

RA = 26.96 ton

RA(D) = PU = 1.4 x 26.96 = 37.74 ton

Sambungan III Sambungan II Sambungan I

Gambar 4.4 Jenis sambungan yang digunakan

a.Sambungan I

Ukuran pelat :

Tebal pelat = 8 mm

Panjang pelat = 500 mm

φbaut = 20 mm

BJ 37

- Kekuatan pelat

Ag = 500 x 8 = 4000 mm² = 40 cm²

Kuat leleh :

Pu = 0.9 x 40 x 2400 = 86400 kg

φperlemahan = φbaut + 1.5 = 21.5 mm

An = Ag - nφpt = 36.56 mm

Ae = μ An = 1 x An = 36.56 mm

Kuat putus :

Pu = 0.75 x 36.56 x 3700 = 101454 kg

- Kekuatan Baut Baja (BJ 41)

Kuat geser :

Vd = 1 x 1.13 x 0.35 x 2 x 14500

= 11469.5 kg

Jumlah baut :

b.Sambungan II

Ukuran pelat : 500 x 8

BJ 37

φbaut = 36 mm

- Kekuatan plat :

Ag = 500 x 8 =4000 mm² = 40 cm²

Kuat leleh :

Pu = 0.9 x 40 x 2400 = 86400 kg

φperlemahan

= φbaut + 1.5 = 37.5 mm

An = Ag - 3φpt = 38.5 mm

Ae = μ An = 1 x An = 38.5 mm

Kuat putus :

Pu = 0.75 x 38.5 x 3700

= 106837.5 kg

- Kekuatan Baut Baja (BJ 41)

Kuat geser :

n (%) RC RA

(ton) (ton)

10 1.33 5.53

20 1.33 12.56

30 1.33 19.59

40 1.33 26.62

yfAgPu

ut fAePu

bmTVd 13,1

buahVd

Pun 429,3

5.11469

1037.74 3

ut fAePu

ut fAePu

bmTVd 13,1

11

Vd = 1 x 1.13 x 0.35 x 2 x 49000

= 38759 kg

Jumlah baut :

c.Sambungan III

Sambungan antar Balok WF dengan

Kolom Beton

Gambar 4.5 Sambungan antara balok

dengan kolom

Profil Balok WF 400 x 200 x 8 x 13

Dari hasil analisis, gaya yang bekerja

balok

RA = 26960 kg

RA(D) = PU = 1.4 x 26960 kg

= 37744 kg

Direncanakan : fc’ = 30 MPa = 300

kg/cm2

fy = 250 MPa = 2500

kg/cm2

Sambungan Las pada Base Plate :

Perhitungan tebal las

Anggap te = 1 cm

A = 2 x 40 = 80 cm2

Akibat beban geser sentries

Akibat beban tarik sentris

Akibat beban momen lentur

Kuat rencana las

фfn las = 0.75 x 0.6 x 70 x 70.

= 2214.45 kg/cm2

Perhitungan Base Plate

Direncanakan diameter baut : 19 mm =

1.9 cm

h’ > we + c1

we = jarak baut ke tepi = 1⅛ x 2.54 =

2.858 cm

c1 = jarak minimum untuk kunci = 1¼ x

2.54 = 3.175 cm

ambil we = c1 = 3.25 cm

B = bf + 2 x 65

= 200 + (2 x 65)

= 330 mm

H = d + 2 (kaki las + 1/16”)

= 400 + (2 x 20) = 440 mm

h = H - we

= 440 – 32.5 = 407.5 mm

Beton :

Lebar : 33 + (2 x 5) = 43 cm ≈ 45cm

Panjang : 44 + (2 x 5) = 54 cm

buahVd

Pun 1974.0

38759

1037.74 3

333

33.213333

40

3cm

dS x

2/8.47180

37744cmkg

A

Pf u

v

2

1 /375.9480

7550

755055.774.372.02.0

cmkgA

Hf

kgtonPH

h

u

2

2 /076.5333.21333

1132320

1132320

303774430

cmkgS

Mf

kgcm

PM

x

uh

uu

lasntotal

total

hvtotal

fcmkgf

f

fff

2

22

22

/3.494

076.53375.948.471

mmadipakaimmt

mmcmt

a

cmf

ft

pelat

eperlu

lasn

totalperlue

48

11.3311.0707.0

22.0

707.0

22.045.2214

3.494

min

12

364.1330

450

223.1440

540

B

lebar

H

panjang

fcu’ = 0,85 x f’c x1

2

A

A=

'223.10,85 cf

= 1.04 fc‘

Tebal plat baja :

a). Arah H :

b). Arah B :

a =

B'fc

2MH2hPhh

cu

Uu2

=

3330004.16,0

43600924475,402. 3774475,4075,40 2

a = 7.2 cm

Tu = (φc. fcu’. B. a) – Pu

= (0,6 x 1.04 x 300 x 33 x 7.2) –

37744

= 6734.72 kg

Perhitungan Baut Angkur

Direncanakan diameter baut : 19 mm =

1.9 cm

fub = 4100 kg/cm2

φRn = 0,75 x fub x (0,5 Ab)

= 0,75 x 4100 x (0,5 x ¼ x π x 1.9

2)

= 4359.25 kg

φRn ≥ n

Tu

4359.25 ≥ n

6734.72

n ≥ 1.545 ≈ 2 buah baut

Perhitungan Panjang Baut Angker

b

d

d

λ =

b

c

y

d

ktrc

αβγλ

f'10

9f

= 5,2

111,21

3010

2509

=

19.7

λd = 19.7 db = 37.46 cm = 38 cm

4.4.1.5. Merencanakan kolom pada balok

bentang 3.00 meter

Di bawah ini diberikan perhitungan

desain kolom yang berfungsi untuk menopang

balok profil WF.

Penulangan memanjang

Ukuran beton : 450 mm x 450 mm

Mutu beton (fc‘): 30 MPa

Mutu baja (fy) : 250 Mpa

Pu = 37.74 ton = 377.4 kN

Mu = 1132.32 toncm = 113.232 kN

Dari Gambar 4.6 diagram interaksi F320-30-

0,8-4 didapat hasil :

Maka jumlah tulangan terpasang :

As = ρ x Ag

= 0.008 x 4502

= 1620 mm2

Dipasang tulangan terpasang : 8 D 19

(As = 2268.23 mm2)

cmt

t

BBBf

Bfm

y

mcu

7.2

2400

30004.1333.15.6

;'333.1

h't

cmt

t

BBBf

Bfb

cm

m

y

mcu

6.5

2400

30004.1333.15.13

;'333.1

t

5.132

208.043

2

b0.8-Bb f

9.1202500

377413

g

n

A

P

2.191125000

113232000

hA

M

g

n

%8.0

13

Pengekangan kolom φbegel = 12 mm

lo ≥ h = 450 mm

≥ 1/6 ln = 400 mm

≥ 450 mm

lo dipakai 450 mm

s memenuhi ketentuan sebagai berikut :

1/4 h = 113 mm

6 x φ = 114 mm

100 mm

Sehingga s diambil, s = 100 mm

Atau

Untuk memenuhi pasal 23.4.(4(3)) dipasang

tulangan 4Ф12 (Ash = 452.39 mm2) > 436.23

mm2

Gambar 4.6 Plot diagram interaksi F320-30-0,8-

4

Untuk panjang bentang balok 2.75 meter dan 2.5

meter memiliki hasil perhitungan yang sama dengan

perhitungan di atas karena gaya reaksi yang tidak

terlalu berbeda.

4.4.2 Perencanaan balok dan kolom untuk

permodelan kedua

Dalam merencanakan suatu balok

diperlukan batasan defleksi agar tidak timbul

defleksi yang terlalu besar. Guna mencari

perumusan defleksi maka tugas akhir ini

menggunakan Metode Luas Momen Area

4.4.2.1 Perencanaan balok bentang 3.00

meter

Berdasarkan hasil perhitungan didapat

profil balok WF 400 x 200 x 8 x 13 dapat

digunakan.

Akibat berat sendiri maka besar Nilai

RB menjadi lebih besar yang berarti beban tekan

di B menjadi lebih besar dibanding nilai awal

perhitungan beban tekan (PB). Oleh karena itu

untuk menyamakan kembali nilai beban tetap di

B maka nilai RC harus lebih kecil dari 1.18 ton.

Dilakukan cara coba-coba memasukkan nilai RC

sehingga nilai PB sesuai atau lebih kurang

dengan nilai PB awal. Sehingga hasil

perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 4.5

Tabel 4.5 Nilai RC dan RA setelah dikurangi

untuk L = 3.00 meter

Keterangan : n % adalah besarnya prosentase

terhadap fc’

4.4.2.2 Perencanaan balok bentang 2.75

meter

Berdasarkan hasil perhitungan didapat

profil balok WF 400 x 200 x 8 x 13 dapat

digunakan.

Akibat berat sendiri maka besar Nilai

RB menjadi lebih besar yang berarti beban tekan

di B menjadi lebih besar dibanding nilai awal

perhitungan beban tekan (PB). Oleh karena itu

untuk menyamakan kembali nilai beban tetap di

B maka nilai RC harus lebih kecil dari 1.18 ton.

n % PB RC RA

(ton) (ton) (ton)

10 7.07 1.120 5.43

20 14.13 1.120 12.28

30 21.20 1.120 19.40

40 28.26 1.120 26.81

2

2

.

23.436

1502450

450

250

30195024501003.0

1'

.3.0

mmA

A

A

A

f

cfhsA

sh

sh

ch

g

yh

csh

248.357

250

301950245010009.0

/'09.0

mmA

A

ffshA

sh

sh

yhccsh

14

Dilakukan cara coba-coba memasukkan nilai RC

sehingga nilai PB sesuai atau lebih kurang

dengan nilai PB awal. Sehingga hasil

perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 4.6

Tabel 4.6 Nilai RC dan RA setelah dikurangi

untuk L = 3.00 meter

Keterangan : n % adalah besarnya prosentase

terhadap fc

4.4.2.3 Perencanaan balok bentang 2.50

meter

Berdasarkan hasil perhitungan didapat

profil balok WF 400 x 200 x 8 x 13 dapat

digunakan.

Akibat berat sendiri maka besar Nilai

RB menjadi lebih besar yang berarti beban tekan

di B menjadi lebih besar dibanding nilai awal

perhitungan beban tekan (PB). Oleh karena itu

untuk menyamakan kembali nilai beban tetap di

B maka nilai RC harus lebih kecil dari 1.18 ton.

Dilakukan cara coba-coba memasukkan nilai

RC. Dilakukan cara coba-coba memasukkan

nilai RC sehingga nilai PB sesuai atau lebih

kurang dengan nilai PB awal. Sehingga hasil

perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 4.19

4.4.2.5. Merencanakan sambungan pada

balok bentang 3 meter

Sambungan yang digunakan ada tiga

macam sambungan. Sambungan 1 merupakan

rigid connection (jepit), sambungan 2 simple

connection (sendi) dan sambungan 3 dengan

menggunakan angker.

L = 3 meter

RA = 26.81 ton

RA(D) = PU = 1.4 x 26.81 = 37.54 ton

Sambungan3 Sambungan 2 Sambungan 1

Gambar 4.7 Sambungan-sambungan

a.Sambungan 1

Ukuran plat : Tebal pelat = 8 mm

Panjang pelat = 500 mm

φbaut = 20 mm

BJ 37

- Kekuatan pelat

Ag = 500 x 8 = 4000 mm² = 40 cm²

Kuat leleh :

Pu = 0.9 x 40 x 2400 = 86400 kg

φperlemahan = φbaut + 1.5 = 21.5 mm

An = Ag - nφpt = 36.56 mm

Ae = μ An = 1 x An = 36.56 mm

Kuat putus :

Pu = 0.75 x 36.56 x 3700 = 101454 kg

- Kekuatan Baut Baja (BJ 41)

Kuat geser :

Vd = 1 x 1.13 x 0.35 x 2 x 14500

= 11469.5 kg

Jumlah baut :

b.Sambungan 2

Ukuran plat : 500 x 8

BJ 37

φbaut = 36 mm

- Kekuatan plat :

Ag = 500 x 8 = 4000 mm² = 40 cm²

Kuat leleh :

Pu = 0.9 x 40 x 2400 = 86400 kg

n % PB RC RA

(ton) (ton) (ton)

10 7.07 1.24 5.39

20 14.13 1.24 12.26

30 21.20 1.24 19.37

40 28.26 1.24 26.73yfAgPu

ut fAePu

bmTVd 13,1

buahVd

Pun 427,3

5.11469

1037.54 3

ut fAePu

15

φperlemahan

= φbaut + 1.5 = 37.5 mm

An = Ag - 3φpt = 38.5 mm

Ae = μ An = 1 x An = 38.5 mm

Kuat putus :

Pu = 0.75 x 38.5 x 3700

= 106837.5 kg

- Kekuatan Baut Baja (BJ 41)

Kuat geser :

Vd = 1 x 1.13 x 0.35 x 2 x 49000

= 38759 kg

Jumlah baut :

c.Sambungan 3

Sambungan antar Balok WF dengan Kolom

Beton

Gambar 4.8 Sambungan antara balok dengan

kolom

Profil Balok WF 400 x 200 x 8 x 13

Dari hasil analisis, gaya yang bekerja

pada balok

RA = 26813 kg

RA(D) = PU = 1.4 x 26813 kg

= 37540kg

Direncanakan : fc’ = 30 MPa = 300

kg/cm2

fy = 250 MPa = 2500

kg/cm2

Sambungan Las pada Base Plate :

Perhitungan tebal las

Anggap te = 1 cm

A = 2 x 40 = 80 cm2

Akibat beban geser sentries

Akibat beban tarik sentris

Akibat beban momen lentur

Kuat

rencana las

фfn las = 0.75 x 0.6 x 70 x 70.3

= 2214.45 kg/cm2

Perhitungan Base Plate

Direncanakan diameter baut : 19 mm =

1.9 cm

h’ > we + c1

we = jarak baut ke tepi = 1⅛ x 2.54 =

2.858 cm

c1 = jarak minimum untuk kunci = 1¼ x

2.54 = 3.175 cm

ut fAePu

bmTVd 13,1

buahVd

Pun 1968.0

38759

1037.54 3

333

33.2133330

40

3cm

dS x

2/25.46980

37540cmkg

A

Pf u

v

2

1 /85.9380

7508

7508508.754.372.02.0

cmkgA

Hf

kgtonPH

h

u

2

2 /79.5733.21333

1126200

1126200

303754030

cmkgS

Mf

kgcm

PM

x

uh

uu

f/14.493

79.5785.9325.469

lasn

2

22

22

cmkgf

f

fff

total

total

hvtotal

mmadipakaimmt

cmt

a

cmf

ft

pelat

eperlu

lasn

totalperlue

48

315.0707.0

223.0

707.0

223.045.2214

14.493

min

16

ambil we = c1 = 3.25 cm

B = bf + 2 x 65

= 200 + (2 x 65)

= 330 mm B = cm

H = d + 2 (kaki las + 1/16”)

= 400 + (2 x 20) = 440 mm

h = H - we

= 440 – 32.5 = 407.5 mm

Beton :

Lebar : 33 + (2 x 5) = 43 cm ≈ 45cm

Panjang : 44 + (2 x 5) = 54 cm

364.1330

450

223.1440

540

B

lebar

H

panjang

fcu’ = 0,85 x f’c x1

2

A

A=

'223.10,85 cf

= 1.04 fc‘

Tebal plat baja :

a). Arah H :

b). Arah B :

a =

B'fc

2MH2hPhh

cu

Uu2

=

3330004.16,0

00583924475,402. 3754075,4075,40 2

a = 7.15cm

Tu = (φc. fcu’. B. a) – Pu

= (0,6 x 1.04 x 300 x 33 x 7.15) –

37540

= 6629.84 kg

Perhitungan Baut Angkur

Direncanakan diameter baut : 19 mm =

1.9 cm

fub = 4100 kg/cm2

φRn = 0,75 x fub x (0,5 Ab)

= 0,75 x 4100 x (0,5 x ¼ x π x 1.9

2)

= 4359.25 kg

φRn ≥ n

Tu

4359.25 ≥ n

6629.84

n ≥ 1.520 ≈ 2 buah baut

Perhitungan Panjang Baut Angker

b

d

d

λ =

b

c

y

d

ktrc

αβγλ

f'10

9f

= 5,2

111,21

3010

2509

=

19.7

λd = 19.7 db = 37.46 cm = 38 cm

4.4.2.8. Merencanakan kolom pada balok

bentang 3 meter

Di bawah ini diberikan perhitungan

desain kolom yang berfungsi untuk menopang

balok profil WF.

Penulangan memanjang

Ukuran beton : 450 mm x 450 mm

Mutu beton (fc‘): 30 MPa

Mutu baja (fy) : 250 Mpa

Pu = 37.54 ton = 375.4 kN

Mu = 1126.2 toncm = 112.62 kN

cmt

t

BBBf

Bfm

y

mcu

7.2

2400

30004.1333.15.6

;'333.1

h't

cmt

t

BBBf

Bfb

cm

m

y

mcu

6.5

2400

30004.1333.15.13

;'333.1

t

5.132

208.043

2

b0.8-Bb f

9.1202500

375400

g

n

A

P

1.23691125000

112620000

hA

M

g

n

17

Dari Gambar 4.9 diagram interaksi F320-30-

0,8-4 didapat hasil :

Makajumlah tulangan terpasang :

As = ρ x Ag

= 0.008 x 4502

= 1620 mm2

Dipasang tulangan terpasang : 8 D 19 (As =

2268.23 mm2)

Pengekangan kolom

φbegel = 12 mm

lo ≥ h = 450 mm

≥ 1/6 ln = 400 mm

≥ 450 mm

lo dipakai 450 mm

s memenuhi ketentuan sebagai berikut :

1/4 h = 113 mm

6 x φ = 114 mm

100 mm

Sehingga s diambil, s = 100 mm

atau

Untuk memenuhi pasal 23.4.(4(3)) dipasang

tulangan 4Ф12 (Ash = 452.39 mm2) > 436.23

mm2

Gambar 4.9 Plot diagram interaksi

F320-30-0,8-4

Untuk panjang bentang balok 2.75 meter dan 2.5

meter memiliki hasil perhitungan yang sama dengan

perhitungan di atas karena gaya reaksi yang tidak

terlalu berbeda.

4.5 Analisa

Setelah mendapatkan desain

berdasarkan masing-masing permodelan

dilanjutkan dengan menganalisa berdasarkan

kelayakan/dapat dikerjakan (feasible) dan biaya

(cost) dalam pembuatan alat. Analisa tersebut

bertujuan untuk menentukan permodelan

manakah yang baik untuk dilaksanakan.

4.5.1. Faktor kelayakan (feasible factor)

Faktor kelayakan merupakan salah satu

hal penting yang harus diperhatikan dalam

desain. Dalam sub bab ini akan dianalisa

kelayakan terhadap desain masing-masing

pernodelan alat tersebut. Analisa dilakukan

terhadap besarnya reaksi di C (RC) karena nilai

RC akan digunakan untuk mendesain beban

bercelah. Beban didesain berbentuk lingkaran

dengan diameter 450 mm dan tebal 30 mm.

Untuk permodelan pertama,

berdasarkan perhitungan sebelumnya dapat

dilihat bahwa nilai RC dengan panjang bentang

3.00 meter sebesar 1.08 ton. Apabila

direncanakan satu beban berdiameter 450 mm

dengan tebal 30 mm, dengan dicari volumenya

dan dikalikan massa jenis besi maka dibutuhkan

48 buah beban bercelah.. Untuk panjang

bentang 2.75 dan 2.5 meter dapat dilihat pada

Tabel 4.20

%8.0

2

2

.

23.436

1502450

450

250

30195024501003.0

1'

.3.0

mmA

A

A

A

f

cfhsA

sh

sh

ch

g

yh

csh

248.357

250

301950245010009.0

/'09.0

mmA

A

ffshA

sh

sh

yhccsh

18

Tabel 4.20 Jumlah beban bergantung untuk

permodelan pertama

Untuk permodelan kedua, berdasarkan

perhitungan sebelumnya dapat dilihat bahwa

nilai RC dengan panjang bentang 3.00 meter

sebesar 1.12 ton. Dengan perhitungan yang

sama dengan permodelan pertama didapat

banyaknya beban bercelah sebesar Untuk

panjang bentang 2.75 dan 2.5 meter dapat

dilihat pada Tabel 4.7

Tabel 4.7 Jumlah beban bergantung untuk

permodelan kedua

4.5.2. Faktor biaya (cost factor)

Sub bab ini membandingkan biaya

pembuatan alat uji rangkak berdasarkan ASTM

C512-02 dengan alat uji rangkak yang telah

dimodifikasi. Harga satuan didapat dari HSPK

Kotamadya Surabaya tahun 2009. Untuk alat

modifikasi digunakan ukuran desain

berdasarkan Permodelan Pergerakkan Letak

Titik B, karena permodelan tersebut bisa

dikerjakan.

Tabel 4.8 Biaya pembuatan alat uji rangkak

berdasarkan ASTM C512-02

Tabel 4.9 Biaya pembuatan alat uji rangkak

permodelan pertama dengan L = 3.00 meter

Tabel 4.10 Biaya pembuatan alat uji rangkak

permodelan pertama dengan L = 2.75 meter

Tabel 4.11 Biaya pembuatan alat uji rangkak

permodelan pertama dengan L = 2.50 meter

Tabel 4.12 Biaya pembuatan alat uji rangkak

permodelan kedua dengan L = 3.00 meter

Panjang Jumlah

bentang (m) beban (buah)

3 1.08 48

2.75 1.19 53

2.5 1.33 59

RC (ton)

Panjang Jumlah

bentang (m) beban (buah)

3 1.12 50

2.75 1.24 55

2.5 1.38 61

RC (ton)

No. Nama Satuan Volume Harga satuan Jumlah

1 Beton lunak ( 150 x 75 mm) m3

0.00133 471,468 625.17

2 Per mobil buah 3 3,000,000 9,000,000.00

3 Base plate buah 2 297,500 595,000.00

4 Load plate buah 2 297,500 595,000.00

5 Jack plate buah 2 297,500 595,000.00

6 Load Bars kg 10.37 14,892 154,433.67

7 Baut buah 12 6,000 72,000.00

8 Hidrolik,kapaitas 30 ton,merk Masada buah 1 20,097,000 20,097,000.00

TOTAL 31,109,058.84

A. Pekerjaan Kolom

1. Pembesian 42.744 kg 14,892.35 636,558.61

2. Beton 450 x 450 mm2

0.486 m3 707,746.65 343,964.87

B. Pekerjaan Baja

1. Pemasangan profil WF 198 kg 23,805.00 4,713,390.00

2. Pemasangan pelat dan baut/angker 6.2 kg 152,397.50 944,864.50

C. Pemasangan kelengkapan alat

1. Batang silinder 3.85 kg 14,892.35 57,335.55

2. Beban bergantung 1080 kg 10,500.00 11,340,000.00

3. Base plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

4. Load plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

5. Plat baja 1 buah 1,000,000.00 1,000,000.00

6. dongkrak 1 buah 400,000.00 400,000.00

TOTAL 20,626,113.53

Jumlah Harga

(Rp.)No. Rencana Anggaran Biaya Volume Sat.

Harga Satuan

(Rp.)

A. Pekerjaan Kolom

1. Pembesian 42.744 kg 14,892.35 636,558.61

2. Beton 450 x 450 mm2

0.486 m3 707,746.65 343,964.87

B. Pekerjaan Baja

1. Pemasangan profil WF 181.5 kg 23,805.00 4,320,607.50

2. Pemasangan pelat dan baut/angker 6.2 kg 152,397.50 944,864.50

C. Pemasangan kelengkapan alat

1. Batang silinder 3.85 kg 14,892.35 57,335.55

2. Beban bergantung 1190 kg 10,500.00 12,495,000.00

3. Base plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

4. Load plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

5. Plat baja 1 buah 1,000,000.00 1,000,000.00

6. Dongkrak` 1 buah 400,000.00 400,000.00

TOTAL 21,388,331.03

Jumlah Harga

(Rp.)No. Rencana Anggaran Biaya Volume Sat.

Harga Satuan

(Rp.)

A. Pekerjaan Kolom

1. Pembesian 42.744 kg 14,892.35 636,558.61

2. Beton 450 x 450 mm2

0.486 m3 707,746.65 343,964.87

B. Pekerjaan Baja

1. Pemasangan profil WF 165 kg 23,805.00 3,927,825.00

2. Pemasangan pelat dan baut/angker 6.2 kg 152,397.50 944,864.50

C. Pemasangan kelengkapan alat

1. Batang silinder 3.85 kg 14,892.35 57,335.55

2. Beban bergantung 1330 kg 10,500.00 13,965,000.00

3. Base plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

4. Load plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

5. Plat baja 1 buah 1,000,000.00 1,000,000.00

6. Dongkrak 1 buah 400,000.00 400,000.00

TOTAL 22,465,548.53

Jumlah Harga

(Rp.)No. Rencana Anggaran Biaya Volume Sat.

Harga Satuan

(Rp.)

A. Pekerjaan Kolom

1. Pembesian 42.744 kg 14,892.35 636,558.61

2. Beton 450 x 450 mm2

0.486 m3 707,746.65 343,964.87

B. Pekerjaan Baja

1. Pemasangan profil WF 198 kg 23,805.00 4,713,390.00

2. Pemasangan pelat dan baut/angker 6.2 kg 152,397.50 944,864.50

C. Pemasangan kelengkapan alat

1. Batang silinder 3.85 kg 14,892.35 57,335.55

2. Beban bergantung 1120 kg 10,500.00 11,760,000.00

3. Base plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

4. Load plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

5. Plat baja 1 buah 1,000,000.00 1,000,000.00

6. Dongkrak 1 buah 400,000.00 400,000.00

TOTAL 21,046,113.53

Jumlah Harga

(Rp.)No. Rencana Anggaran Biaya Volume Sat.

Harga Satuan

(Rp.)

19

Tabel 4.13 Biaya pembuatan alat uji rangkak

permodelan kedua dengan L = 2.75 meter

Tabel 4.14 Biaya pembuatan alat uji rangkak

permodelan kedua dengan L = 2.50 meter

hasil perhitungan biaya pada tabel 4.8-

Tabel4.15 diplotkan ke dalam Grafik seperti

terlihat pada Gambar 4.10

Gambar 4.10 Grafik perbandingan biaya

pembuatan alat uji rangkak

Dari hasil Gambar 4.10 dapat ditarik

kesimpulan bahwa pembuatan alat uji rangkak

dengan modifikasi mengganti hidrolik dengan

profil baja lebih meghemat biaya.

Untuk prosentase penghematan biaya dapat

ditentukan :

Model 1, L = 3.00 m

Model 1, L = 2.75 m

Model 1, L = 2.50 m

Model 2, L = 3.00 m

Model 2, L = 2.75 m

Model 2, L = 2.5 m

Dari hasil perhitungan di atas maka dapat

dianjurkan untuk memilih alat uji rangkak

permodelan pertama dengan panjang 3.00 meter,

karena lebih hemat 6.68 % dari pembuatan alat uji

rangkak berdasarkan ASTM

A. Pekerjaan Kolom

1. Pembesian 42.744 kg 14,892.35 636,558.61

2. Beton 450 x 450 mm2

0.486 m3 707,746.65 343,964.87

B. Pekerjaan Baja

1. Pemasangan profil WF 181.5 kg 23,805.00 4,320,607.50

2. Pemasangan pelat dan baut/angker 6.2 kg 152,397.50 944,864.50

C. Pemasangan kelengkapan alat

1. Batang silinder 3.85 kg 14,892.35 57,335.55

2. Beban bergantung 1240 kg 10,500.00 13,020,000.00

3. Base plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

4. Load plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

5. Plat baja 1 buah 1,000,000.00 1,000,000.00

6. Dongkrak 1 buah 400,000.00 400,000.00

TOTAL 21,913,331.03

Jumlah Harga

(Rp.)No. Rencana Anggaran Biaya Volume Sat.

Harga Satuan

(Rp.)

A. Pekerjaan Kolom

1. Pembesian 42.744 kg 14,892.35 636,558.61

2. Beton 450 x 450 mm2

0.486 m3 707,746.65 343,964.87

B. Pekerjaan Baja

1. Pemasangan profil WF 165 kg 23,805.00 3,927,825.00

2. Pemasangan pelat dan baut/angker 6.2 kg 152,397.50 944,864.50

C. Pemasangan kelengkapan alat

1. Batang silinder 3.85 kg 14,892.35 57,335.55

2. Beban bergantung 1380 kg 10,500.00 14,490,000.00

3. Base plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

4. Load plate 2 buah 297,500.00 595,000.00

5. Plat baja 1 buah 1,000,000.00 1,000,000.00

6. Dongkrak 1 buah 400,000.00 400,000.00

TOTAL 22,990,548.53

Jumlah Harga

(Rp.)No. Rencana Anggaran Biaya Volume Sat.

Harga Satuan

(Rp.)

% 33.70hemat

.31310,482,945

.5320,626,113.8431,109,058

Rp

RpRp

% 31.25hemat

819,720,727.

.03021,388,331.8431,109,058

Rp

RpRp

27.78%hemat

318,643,510.

.5322,465,548.8431,109,058

Rp

RpRp

32.35%)(hemat

831,981,398.

.3110,062,945.8431,109,058

Rp

RpRp

%) 29.56(hemat

819,195,727.

.0321,913,331.8431,109,058

Rp

RpRp

%) 26.10(hemat

318,118,510.

.5322,990,548.8431,109,058

Rp

RpRp

20

BAB V

SIMULASI ALAT

5.1 Umum

Dalam menggunakan alat uji rangkak

ini ada beberapa langkah-langkah yang harus

diketahui terlebih dahulu. Dalam bab ini

simulasi alat menggunakan permodelan

pergerakkan letak posisi B, yaitu menggerakkan

tempat benda uji diletakkan.

5.2 Simulasi

Adapun hal-hal yang diperlukan dalam

menjalankan simulasi ini yaitu:

1. Untuk mencegah balok mengalami

defleksi sebelum beban bekerja maka

balok diberikan tekanan ke atas

menggunakan dongkrak untuk membuat

balok melendut ke atas. Hal itu

dilakukan terutama ketika alat sedang

tidak digunakan. (Gambar 4.4)

A B C

Gambar 4.7 Alat uji rangkak sebelum

digunakan

2. Dengan panjang bentang 3 meter

berdasarkan permodelan pertama, beban

bergantung pada titik C diberikan

seberat 1.08 ton.

3. Roll based dapat digerakkan

berdasarkan beban tetap yang

diinginkan (PB), sesuai dengan hasil

perhitungan pada Tabel 5.1

Tabel 5.1 Nilai x1, x2 dan RC pada alat

permodelan pertama dengan L = 3.00

meter

Gambar 4. 8 Roll based

4. Memasang dial gauge dan

menyesuaikan bacaan pada nilai

defleksi 0;

5. Melakukan pembacaan sesuai ketentuan

ASTM C512-02

Gambar 4.9 Alat Rangkak saat digunakan

Gambar 5.4 Pemasangan alat ukur

Gambar 5.5 Model 3D pemasangan alat ukur

21

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa pada

bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan

sebagai berikut :

1. Alat uji rangkak dengan permodelan

pertama dengan panjang bentang 3

meter lebih mudah diaplikasikan karena

beban bergantung yang dibutuhkan

tidak terlalu besar yaitu 1.08 ton

dibandingkan dengan alat uji rangkak

permodelan yang lainnya.

2. Dari hasil perhitungan biaya, pada bab

sebelumnya didapat prosentase

penghematan alat uji rangkak sebagai

berikut : 33.70 % (model 1, L = 3 m),

31.25 % (model 1, L = 2.75 m), 27.78

% (model 1, L = 2.5 m), 32.35 %

(model 2, L = 3 m), 29.56 % (model 2,

L = 2.75 m), 26.10 %. (model 2, L = 2.5

m). Maka berdasarkan hasil prosentase

diatas dipilih alat uji permodelan

pertama dengan L = 3.00 meter karena

prosentase penghematan yang lebih

besar dibandingakan permodelan yang

lain yaitu sebesar 33.70 %.

6.2 Saran

Alat alternatif uji rangkak akan sangat

efektif digunakan apabila pengguna lebih

menginginkan alat yang lebih ekonomis, Alat

alternative ini juga lebih kokoh sehingga tidak

perlu khawatir terjadi perubahan besarnya

beban karena beban bersifat konstan. Tidak

seperti alat uji rangkak berdasarkan ASTM

C512-02 yang menggunakan hidrolik yang

cenderung akan terjadi sedikit perubahan

terhadap pemberian beban apabila terjadi

pergeseran.

22

23