teori bambu

7/22/2019 teori bambu

1/44

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Bambu

Bambu merupakan tanaman berumpun dan termasuk dalam family gramineae

dan terdapat hampir diseluruh dunia kecuali di Eropa. Jumlah yang ada di daerah

Asia Selatan dan Asia Tenggara kira-kira 80% dari keseluruhan yang ada di dunia

(Uchimura, 1980). Di seluruh dunia diperkirakan ada sekitar 1.000 jenis bambu

dimana Indonesia memiliki 142 jenis, baik yang endemik (hanya terdapat di satu

kawasan) maupun yang tersebar di Asia Tenggara (Rahardi 2008).

Bambu merupakan salah satu dari beberapa material atau bahan konstruksi

yang sudah cukup lama dikenal di masyarakat. Sebagai material bangunan, bambu

sangat mudah didapatkan bahkan di pelosok-pelosok desa bambu telah menjadi

tanaman wajib penghias pekarangan. Tanaman rakyat ini dikenal pertumbuhannya

sangat cepat, bambu dengan kualitas tinggi dapat diperoleh pada umur 2 sampai 5

tahun. (Morisco, 1999) Panennya pun cukup ramah lingkungan. Proses panen yang

masih menyisakan rumpun bambu tidak mengganggu keseimbangan kondisi tanah

sehingga erosi dapat dihindari.

Seperti diketahui bahwa Indonesia termasuk sebagai daerah rawan gempa

sehingga penggunaan bambu sebagai material bangunan lebih baik karena

strukturnya yang ringan menyebabkan ketahanan yang lebih tinggi terhadap getaran

gempa. Meski ringan bambu memiliki kekuatan yang cukup baik, sifat mekanika

berdasarkan penelitian yang dilakukan Morisco (1994) menunjukan bahwa kekuatan

tarik bambu lebih tinggi dari tegangan luluh baja.

Universitas Sumatera Utara


2/44

Sebagai bahan konstruksi alami, bambu mempunyai sifat sifat fisis dan

mekanis yang khas dan sangat berbeda dengan bahan konstruksi yang lain. Oleh

karena itu, dalam pemanfaatan bambu sebagai bahan konstruksi kita harus sedikit

banyaknya mengetahui tentang beberapa sifat sifat tersebut tersebut agar dalam

penggunaannya dapat dikembangkan secara maksimal.

II.1.1 Sifat Bahan Bambu

Bambu dikenal oleh masyarakat memiliki sifat-sifat yang baik untuk

dimanfaatkan, antara lain batangnya kuat, ulet, lurus, rata, keras, mudah dibelah,

mudah dibentuk dan mudah dikerjakan serta ringan sehingga mudah diangkut.

Selain itu tanaman bambu mempunyai ketahanan yang luar biasa. Rumpun

bambu yang telah dibakar, masih dapat tumbuh lagi, bahkan saat Hiroshima dijatuhi

bom atom sampai rata dengan tanah, bambu adalah satu-satunya jenis tanaman yang

masih dapat bertahan hidup. Ditambah lagi sifat bambu elastis sehingga struktur

bambu mempunyai ketahanan yang tinggi baik terhadap angin maupun gempa.

II.1.2 Sifat Fisis Bambu

Physical Properties atau Sifat fisis adalah sifat yang berhubungan dengan

faktor-faktor dalamyang bekerja pada benda itu sendiri. Sifat fisis bambu ditentukan

oleh faktordalam yang meliputi :

1. Banyaknya zat dinding sel yang ada pada bambu,2. Susunandan arah mikrofibril dalam sel-sel,3.jaringan-jaringan dan Susunan kimia zatdinding sel.4. Lingkungan pertumbuhan dan asalnya.



3/44

II.1.2.1 Kadar Air Bambu

Bambu termasuk zat higroskopis, artinya bambu mempunyai afinitas terhadap

air, baik dalam bentuk uap maupun cairan. Kayu atau bambu mempunyai

kemampuan mengabsorpsi atau desorpsi yang tergantung dari suhu dan kelembaban

udara disekelilingnya. Menurut Liese (dalam Pathurahman, 1998), kandungan air

dalam batang bambu bervariasi baik arah memanjang maupun arah melintang. Hal

itu tergantung dari umur, waktu penebangan dan jenis bambu.

Kadar air dinyatakan sebagai kandungan air yang berada dalam bambu.

Namun bambu selalu berusaha mencapai keseimbangan, EMC (Equilibrium

Moisture Content). Semua nilai sifat-sifat kekuatan bambu meningkat seiring dengan

menurunnya kadar air dan berkolerasi positif dengan berat jenis.

II.1.2.2 Berat Jenis Bambu

Salah satu faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan bambu adalah berat

jenis bambu. Berat jenis dinyatakan sebagai perbandingan antara berat kering tanur

suatu benda terhadap berat suatu volume air yang sama dengan volume benda itu.

Berat jenis bambu merupakan banyaknya zat kayu atau zat dinding sel.

Bambu yang mempunyai berat jenis besar berarti mempunyai jumlah zat dinding sel

persatuan volume besar. Selanjutnya zat kayu ditentukan oleh beberapa faktor antara

lain tebal dinding sel, besarnya sel dan jumlah sel berdinding tebal.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Triwiyono dan Morisco (2000)

dalam Morisco (2004) diketahui kadar air serta berat jenis bambu khususnya bambu



4/44

petung..Adapun hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel II.1 Perbedaan tidak

Nampak nyata pada analisis varian berat jenis bambu petung basah dan kering.

Tabel II.1 Kadar air dan Berat Jenis Betung (Dendrocalamus Asper)

Posisi NomorBambu Basah Bambu Kering Udara

Kadar Air (%) Berat Jenis Kadar Air (%) Berat Jenis

Pangkal

1 28.610 0.634 5.381 0.646

2 34.256 0.680 4.390 0.663

3 35.361 0.603 5.909 0.682

Rata-rata 36.076 0.639 5.227 0.664

Tengah

1 41.129 0.695 6.250 0.711

2 36.402 0.701 6.926 0.702

3 35.965 0.712 6.859 0.769

Rata-rata 37.832 0.703 6.678 0.727

Ujung

1 38.699 0.754 6.034 0.763

2 36.078 0.712 8.756 0.697

3 35.517 0.686 6.818 0.820

Rata-rata 36.765 0.717 7.203 0.706

(Sumber : Triwiyono dan Morisco, 2000 dalam Morisco, 2004)

II.1.3 Sifat Mekanis Bambu

Sifat mekanis adalah sifat yang berhubungan dengan kekuatan bahan dan

merupakan ukuran kemampuan bahan untuk menahan Gaya luar (Membebani benda

tersebut) yang bekerja padanya dan cenderung untuk merubah bentuk dan ukurannya.

Sifat mekanis meliputi Kuat Tarik, Kuat Tekan, Kuat Geser dan Kuat Lentur.

II.1.3.1 Kuat Tarik Bambu

Kuat tarik bambu yaitu suatu ukuran kekuatan bambu dalam hal

kemampuannya untuk menahan gaya-gaya yang cederung menyebabkan bambu itu



5/44

terlepas satu sama lain. Kekuatan tarik dibedakan menjadi dua macam yaitu kekuatan

tarik tegak lurus serat dan kekuatan tarik sejajar serat. Kekuatan tarik sejajar arah

serat merupakan kekuatan tarik yang terbesar pada bambu. Kekuatan tarik tegak

lurus serat mempunyai hubungan dengan ketahanan bambu terhadap pembelahan

(Yododibroto, 1979).

Tabel II.2 Kuat Tarik Bambu Kering Oven

Jenis BambuKuat Tarik (Kg/cm )

Tanpa Nodia Dengan Nodia

Ori 2968 1305

Betung 1938 1183

Wulung 1693 1499

Tutul 2203 755

Sumber : Morisco (1996)

Dari tabel diatas terlihat bahwa kekuatan bambu dengan nodia lebih rendah

dari bambu tanpa nodia. Turunnya kekuatan ini disebabkan karena serat bambu di

sekitar nodia tidak lurus, sebagian berbelok menjauhi sumbu batang sedang sebagian

lain berbelok menuju sumbu batang.

Menurut Morisco berdasarkan penelitiannya pada tahun 1994-1999 dalam

membandingkan kuat tarik bambu Ori dan petung dengan baja struktur bertegangan

leleh 2400 kg/cm2 mewakili baja beton yang banyak terdapat dipasaran, dilaporkan

kuat tarik kulit bambu Ori cukup tinggi yaitu hampir mencapai 5000 kg/cm2 atau

sekitar dua kali tegangan leleh baja. Sedang untuk spesimen dari bambu petung kuat

tarik rata-ratanya juga lebih tinggi dari tegangan luluh baja, hanya satu spesimen saja

yang kuat tariknya dibawah tegangan luluh baja.



6/44

PPSerat Bambu

Gambar II.1 Diagram tegangan-regangan Bambu dan Baja (Morisco, 1999)

Janssen (1980) menyatakan bahwa kekuatan tarik bambu akan menurun

dengan meningkatnya kadar air, kekuatan tarik maksimum bagian luar bambu paling

besar dibandingkan dengan bagian-bagian yang lain.

Gambar II.2 Batang Bambu menerima gaya tarik

II.1.3.2 Kuat Tekan Bambu

Kekuatan tekan merupakan kekuatan bambu untuk menahan gaya dari luar

yang datang pada arah sejajar serat yang cenderung memperpendek atau menekan

bagian-bagian bambu secara bersama-sama (Pathurahman, 1998) .



7/44

Gaya tekan yang bekerja sejajar serat bambu akan menimbulkan bahaya

tekuk pada bambu sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat akan

menimbulkan retak pada bambu.

Bahaya Tekuk

P P

Gambar II.3 Batang Bambu menerima gaya tekan sejajar serat

P

P

Bambu

Gambar II.4 Batang Bambu menerima gaya tekan tegak lurus serat

Kekuatan tekan bambu semakin tinggi dari pangkal menuju ujung, sesuai

dengan meningkatnya jumlah serat sklerenkim yang merupakan pendukung utama

keteguhan bambu dan dipengaruhi oleh berat jenis dan masa dari bambu tersebut.

Jadi kekuatan tekan dari bambu meningkat dari pangkal menuju ujung seiring

dengan berkurangnya kadar air/kenaikan berat jenis dari bambu tersebut juga

diakibatkan prosentase kulit (bagian yang keras) terhadap tebal dinding pada ujung

lebih besar dari pangkal.



8/44

PP

Gaya Geser

Beberapa hal penting tentang Kuat Tekan sejajar arah serat bambu pada

beberapa jenis bambu :

Keteguhan tekan sejajar arah serat pada bambu berumur 3 tahun ternyatalebih tinggi dari pada keteguhan sejenis pada bambu berumur 6 tahun.

Keteguhan tekan sejajar arah serat mengalami peningkatan sejalan denganmeningkatnya posisi vertikal contoh uji dari pangkal ke arah ujung batang.

Hal ini disebabkan oleh kondisi kerapatan berkas pengangakutan yang

semakin meningkat pula mengikuti peningkatan posisi vertikal pada batang.

Keteguhan tekan sejajar arah serat tidak berpengaruh oleh kehadiran nodiapada contoh uji.

II.1.3.3 Kuat Geser

Kekuatan geser adalah ukuran kekuatan bambu dalam hal kemampuannya

menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian bambu bergeser dari bagian lain

didekatnya.

Gambar II.5 Batang Bambu menerima Gaya Geser

Kekuatan geser berbeda-beda pada tebalnya dinding batang bambu (kekuatan

geser pada dinding bambu 10 mm menjadi 11% lebih rendah daripada dinding

bambu setebal 6 mm), dan pada bagian ruas dan bagian di antara ruas batang bambu.

Bambu berumur 5 tahun mempunyai keteguhan tekan sejajar serat tertinggi.



9/44

Nilai kuat geser bambu memiliki prinsip dan hubungan yang sama dengan

kuat tekan bambu dimana kekuatan geser bambu juga turut dipengaruhi oleh berat

jenis bambu dan masa serat dari bambu itu sendiri.

II.1.3.4 Kuat Lentur Bambu

Kuat Lentur merupakan ukuran kemampuan suatu bahan menahan lentur

(Beban) yang bekerja tegak lurus sumbu memanjang serat di tengah-tengah bahan

yang di tumpu pada kedua ujungnya tanpa terjdi perubahan bentuk yang tetap.

Kuat Lentur dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam, yaitu kuat Lentur statik

dan kuat Lentur pukul. Kuat Lentur statik menunjukkan kekuatan bambu dalam

menahan gaya yang mengenainya perlahan-lahan, sedangkan kuat Lentur pukul

adalah kekuatan bambu dalam menahan gaya yang mengenainya secara mendadak.

Gambar II.6 Batang Bambu yang menerima beban lentur

Balok bambu yang terletak pada dua tumpuan atau lebih, bila menerima

beban berlebihan akan melengkung/melentur. Pada bagian sisi atas balok akan terjadi

tegangan tekan dan pada sisi bawah akan terjadi tegangan tarik yang besar (lihat

Gambar II.6). Akibat tegangan tarik yang melampaui batas kemampuan bambu maka

akan terjadi regangan yang cukup berbahaya.



10/44

II.1.4 Tegangan Ijin Bambu untuk Perancangan

Dalam perancangan struktur, bangunan yang akan dibuat harus ekonomis,

aman dan tidak mengkhawatirkan. Kekuatan bambu sangat dipengaruhi oleh keadaan

lingkungan, kesuburan tanah serta lokasi tempat tumbuh. Perancangan struktur harus

didasarkan kekuatan bambu dengan memperhitungkan faktor aman secukupnya.

Tegangan Ijin untuk Perancangan Penelitian-penelitian yang pernah

dilakukan telah mendapatkan angka-angka yang menunjukan kekuatan bambu, tetapi

perlu diingat bahwa bambu merupakan bahan organik yang tumbuh secara alami

sehingga memiliki kekuatan yang tidak seragam pada satu jenisnya dan pada

kenyataannya bambu dari jenis yang sama memiliki kekuatan yang tidak selalu sama.

Menyadari bahwa pemakaian bambu sebagai bahan bangunan cukup banyak

dijumpai di berbagai daerah di Indonesia, Departemen Pekerjaan Umum melalui

Pusat penelitian dan Pengembangan Pemukiman telah melakukan penelitian

mendalam tentang bambu khususnya dalam upaya untuk membuat pedoman bagi

masyarakat untuk mengetahui sifat fisik dan mekanika bambu. Adapun hasil

penelitian selengkapnya dapat dilihat pada Tabel II.5.

Tabel II.3 Kuat Batas dan Tegangan Ijin Bambu (Morisco, 1999)

Jenis

Tegangan

Kuat Batas

(Kg/cm2)

Tegangan Ijin

(Kg/cm2)

Tarik 981 3920 294.2

Lentur 686 2940 98.07

Tekan 245 981 78.45

E Tarik 98070 294200 196.1 x 103

(Sumber : Morisco,1999)



11/44

Pada tabel II.5 merekomendasikan tegangan ijin yang dapat dipakai oleh

berbagai macam bambu. Tentunya tegangan ijin yang direkomendasikan ini

cenderung berada pada posisi yang aman untuk pemakaian. Dengan demikian angka-

angka tersebut jika dipakai sebagai dasar dalam perancangan tentunya akan

menghasilkan struktur yang konservatif.

Jika diinginkan hasil perancangan yang baik, yaitu aman dan ekonomis, maka

pengujian kekuatan bahan perlu dilakukan. Hasil yang diperoleh, sebelum dipakai

untuk perancangan perlu dikombinasikan dengan faktor aman secukupnya.

Dalam praktek bambu sering dipasang dalam keadaan masih segar sehabis

dipotong dari rumpun. Setelah terpasang pada bangunan, secara berangsur-angsur air

bambu akan menguap. Prawirohatmodjo (1990) telah membuktikan bahwa

pemakaian bambu segar tidak membahayakan, karena setelah bambu kering

kekuatannya bahkan sedikit meningkat.

II.1.5 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis

Pemilihan secara mekanis untuk mendapatkan modulus elastisitas lentur

harus dilakukan dengan mengikuti standar pemilahan mekanis yang baku.

Berdasarkan modulus elastis lentur yang diperoleh secara mekanis, kuat acuan

lainnya dapat diambil mengikuti tabel II.6 Kuat acuan yang berbeda dengan Tabel

II.6 dapat digunakan apabila ada pembuktian secara eksperimental yang mengikuti

standar-standar eksperimen yang baku.



12/44

Tabel II.4 Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilahan secara mekanis

pada kadar air 15% ( berdasarkan PKKI NI - 5 2002 )

Kode

Mutu Ew Fb Ft// Fc// Fv Fc

E26

E25

E24

E23

E22

E21

E20

E19

E18

E17

E16

E15

E14

E13

E12

E11

E10

25000

24000

23000

22000

21000

20000

19000

18000

17000

16000

15000

14000

13000

14000

13000

12000

11000

66

62

59

56

54

56

47

44

42

38

35

32

30

27

23

20

18

60

58

56

53

50

47

44

42

39

36

33

31

28

25

22

19

17

46

45

45

43

41

40

39

37

35

34

33

31

30

28

27

25

24

6,6

6,5

6,4

6,2

6,1

5,9

5,8

5,6

5,4

5,4

5,2

5,1

4,9

4,8

4,6

4,5

4,3

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

11

10

9

Dimana : Ew = Modulus elastis lentur

Fb = Kuat lentur

Ft// = Kuat tarik sejajar serat

Fc// = Kuat tekan sejajar serat

Fv = Kuat Geser

Fc = Kuat tekan tegak lurus



13/44

II.1.6 Bambu Betung (Dendrocalamus asper)

Pada ekperimen kali ini bambu yang akan digunakan sebagai bahan untuk

komposit Balok Bambu beton adalah Bambu Betung (Dendrocalamus asper).

Bambu betung termasuk dalam famili Graminae sub famili Bambusoidae

yang memiliki nama botani Dendrocalamus asper (Schult.F). Bambu ini memiliki

nama-nama daerah diantaranya bambu betung coklat (Bengkulu), betung hijau

(Lampung), buluh batung (sumatera utara) dan betung hitam (Banyuwangi).

Bambu betung memiliki rumpun yang agak sedikit rapat. Dapat tumbuh di

dataran rendah sampai pegunungan dengan ketinggian 2000 m diatas permukaan

laut. Pertumbuhannya cukup baik khususnya untuk daerah yang tidak terlalu kering.

Warna kulit batang hijau kekuning-kuningan. Batang dapat mencapai panjang 10 -

14 meter, Panjang ruas 40-60 cm dengan diameter 6 15 cm, tebal dinding cukup

tebal yaitu 1-3 cm.

Bambu betung banyak dipakai sebagai bahan bangunan, perahu, kursi, dipan,

saluran air, penampungan air aren hasil sedapan, dinding (gedeg), dan berbagai jenis

kerajinan. Rebung betung terkenal paling enak.

Gambar II.7 Bambu Betung (Dendrocalamus asper)



14/44

II.2 Beton

Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang

lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang

membentuk masa padat (SK SNI 03-2847-2002). Kadang-kadang dalam

pencampuran ditambahan bahan lain (additif) yang masih plastis pada perbandingan

tertentu sampai menjadi satu kesatuan yang homogen. kemudian dengan

menambahkan secukupnya bahan perekat semen dan air sebagai bahan pembantu

guna rekasi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung.

Beton akan meningkat kekuatannya seiring dengan bertambahnya umur.

Yang dimaksud umur di sini dihitung sejak beton dibuat. Kenaikan kekuatan beton

mula-mula cepat, yaitu antara umur 1 hari sampai 28 hari, akan tetapi semakin lama

kenaikan kekuatannya menjadi semakin lambat. Oleh karena itu sebagai standar

kekuatan beton dipakai kekuatan beton pada umur 28 hari.

Nilai Kuat Tekan beton relatif tinggi dibandingkan dengan kuat tariknya.

Nilai kuat tarik beton hanya berkisar antara 915 % kuat tekannya. Pada

penggunaannya sebagai bahan bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang

tulangan baja atau bahan lain sebagai bahan yang dapat bekerja sama dan mampu

membantu kelemahan beton yaitu pada bagian yang menahan gaya tarik.

Nilai kekuatan serta daya tahan (durability) beton merupakan fungsi dari:

a. Nilai perbandingan campuran dan mutu bahan susun,b. Metode pelaksanaan pengecoran,c. Pelaksanaan finishing,d. Temperatur,e. Kondisi perawatan pengerasannya



15/44

Beton keras yang baik adalah beton yang kuat, tahan lama, kedap air, tahan

aus, dan kembang susutnya kecil (Tjokrodimulyo 1996 : 2).

Sebagai bahan konstruksi beton juga memiliki kelebihan dan kekurangan

(Tjokrodimulyo 1996 : 2) antata lain sebagai berikut.

Kelebihan beton sebagai bahan konstruksi adalah:1. Beton mampu menahan gaya tekan dengan baik, serta mempunyai sifat

tahan terhadap korosi dan pembusukan oleh kondisi lingkungan.

2. Beton segar dapat dengan mudah dicetak sesuai dengan keinginan.Cetakan dapat pula dipakai berulang kali sehingga lebih ekonomis.

3. Beton segar dapat disemprotkan pada permukaan beton lama yang retakmaupun dapat diisikan kedalam retakan beton dalam proses perbaikan.

4. Beton segar dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituangpada tempattempat yang posisinya sulit.

5. Beton tahan aus dan tahan bakar, sehingga perawatannya lebih murah.Kekurangan Beton sebagai bahan konstruksi antara lain:

1. Beton dianggap tidak mampu menahan gaya tarik, sehingga mudahretak. Oleh karena itu perlu di beri baja tulangan atau bahan lain sebagai

penahan gaya tarik.

2. Beton keras menyusut dan mengembang bila terjadi perubahansuhu,sehingga perlu dibuat dilatasi (expansion joint) untuk mencegah

terjadinya retakan retakan akibat terjadinya perubahan suhu



16/44

3. Untuk mendapatkan beton kedap air secara sempurna, harus dilakukandengan pengerjaan yang teliti.

4. Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan ditelitisecara seksama

II.2.1 Bahan- Bahan Penyusun Beton

II.2.1.1 Semen

Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam

pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi

pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar,

sedangkan jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton

segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (hardened concrete).

Fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk

suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat atau

dengan kata lain semen berfungsi sebagai bahan perekat bahan susun beton.

Semen Portland (PC) dibuat dari semen hidraulis (hydraulic binder) yang

dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terbuat dari batu kapur (CaCO3)

yang jumlahnya amat banyak serta tanah liat dan bahan dasar berkadar besi, terutama

dari silikat silikat kalsium yang bersifat hidraulis ditambah dengan bahan yang

mengatur waktu ikat. (SK SNI 03 - 2847 2002).

Unsur utama Semen Portland terdiri dari: Trikalsium silikat (C3S atau

3CaO.SiO2), Dikalsium silikat (C2S atau 2CaO.SiO2), Trikalsium aluminat (C3A



17/44

atau 3CaO.Al2O3),dan Tetrakalsium aluminoferit (C4AF atau 4CaO.Al2O3.Fe2O3).

(Neville, 1975).

Menurut SK SNI 03 2847 2002 Semen untuk bahan konstruksi harus

memenuhi salah satu dari ketentuan berikut:

1. SNI 15-2049-1994, Semen portland.2. Spesifikasi semen blended hidrolis (ASTM C 595 ), kecuali tipe S dan SA

yang tidak diperuntukkan sebagai unsur pengikat utama struktur beton.

3. "Spesifikasi semen hidrolis ekspansif" (ASTM C 845).Menurut SNI 15-2049-1994 Semen Portland diklasifikasikan dalam lima

jenis, yaitu :

Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak memerlukanpersyaratan khusus seperti jenis-jenis lainnya. Digunakan untukbangunan-

bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus.

Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahananterhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. Digunakan untuk konstruksi

bangunan dan beton yang terus-menerus berhubungan dengan air kotor atau

air tanah atau untuk pondasi yang tertahan di dalam tanah yang mengandung

air agresif (garam-garam sulfat) dan saluran air buangan atau bangunan yang

berhubungan langsung dengan rawa.

Tipe III, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatanawal yang tinggi dalam fase permulaan setelah pengikatan terjadi. Semen

jenis ini digunakan pada daerah yang bertemperatur rendah, terutama pada

daerah yang mempunyai musim dingin (winter season).



18/44

Tipe IV, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan panashidrasi yang rendah. Digunakan untuk pekerjaan-pekarjaan yang besar dan

masif, umpamanya untuk pekerjaan bendung, pondasi berukuran besar atau

pekerjaan besar lainnya.

Tipe V, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahananyang tinggi terhadap sulfat. Digunakan untuk bangunan yang berhubungan

dengan air laut, air buangan industri, bangunan yang terkena pengaruh gas

atau uap kimia yang agresif serta untuk bangunan yang berhubungan dengan

air tanah yang mengandung sulfat dalam persentase yang tinggi.

Di dalam syarat pelaksanaan pekerjaan beton harus dicantumkan dengan jelas

semen yang boleh dipakai, dan harus selalu dipertahankan sesuai dengan yan dipakai

pada waktu penentuan rencana campuran.

II.2.1.2 Agregat

Dalam SK SNI 03 2847 2002 agregat didefinisikan sebagai material

granuler, misalnya pasir, kerikil, batu pecah dan kerak tungku pijar yang dipakai

bersamasama dengan media pengikat untuk membentuk suatu beton atau adukan

semen hidraulik.

Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi, yaitu

berkisar 70%-75% dari volume beton. Untuk mencapai kuat beton yang baik perlu

diperhatikan kepadatan dan kekerasan massanya, karena umumnya semakin padat

dan keras massa agregat akan makin tinggi kekuatan dan durability-nya (daya tahan

terhadap penurunan mutu akibat pengaruh cuaca).



19/44

Untuk membentuk massa padat diperlukan susunan gradasi butiran agregat

yang baik. Di samping bahan agregat harus mempunyai cukup kekerasan, sifat kekal,

tidak bersifat reaktif terhadap alkali, dan tidak mengandung bagian bagian kecil

(


20/44

II.2.1.2.2 Agregat Kasar

Agregat kasar (kerikil/batu pecah) berasal dari disintegrasi alami dari batuan

alam atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu (stone

crusher) dengan ukuran butiran antara 5 mm sampai 40 mm. agregat kasar

dinamakan kerikil, kricak, batu pecah atau split.

Ukuran maksimum nominal agregat kasar harus tidak melebihi:

1) 1/5 jarak terkecil antara sisi-sisi cetakan, ataupun2) 1/3 ketebalan pelat lantai, ataupun3) 3/4 jarak bersih minimum antara tulangan-tulangan atau kawat-kawat, bundel

tulangan, atau tendon-tendon prategang atau selongsong-selongsong.

Agregat kasar harus terdiri dari butirbutiran yang keras, dan tidak berpori.

Agregat kasar yang mengandung butirbutir pipih hanya boleh dipakai apabila

jumlah butirbutir pipih tersebut tidak lebih 20% dari agregat seluruhnya. Agregat

harus memenuhi syarat kebersihan yaitu, tidak mengandung lumpur lebih dari 1 %,

dan tidak mengandung zatzat organik yang dapat merusak beton.

Beberapa faktor dalam menentukan jenis Agregat kasar yang akan dipakai:

a. Gradasi, mempengaruhi kekuatan

b. Kadar air, mempengaruhi perbandingan air semen

c. Kebersihan, mempengaruhi kekuatan dan keawetan

Agregat yang digunakan dalam campuran beton biasanya berukuran lebih

kecil dari 40 mm. Agregat yang ukurannya lebih besar dari 40 mm digunakan untuk

pekerjaan sipil lainnya, misalnya untuk pekerjaan jalan, tanggul-tanggul penahan

tanah, bronjong atau bendungan dan lainnya.



21/44

II.2.1.3 Air

Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang sangat penting. Di dalam

campuran beton, air mempunyai dua buah fungsi, yang pertama, untuk

memungkinkan reaksi kimia yang menyebabkan pengikatan dan berlangsungnya

pengerasan, dan yang kedua, sebagai bahan pelumas antar butir-butir agregat agar

mudah dikerjakan dan dipadatkan.

Dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sesuai

dengan SK SNI 03 2847 2002 yaitu sebagai berikut :

1) Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-bahan merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik,

atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.

2) Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang didalamnya tertanam logam aluminium, termasuk air bebas yang terkandung

dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang

membahayakan.

3) Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton, kecualiketentuan berikut terpenuhi:

a. Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuranbeton yang menggunakan air dari sumber yang sama.

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



22/44

II.2.1.4 Faktor Air Semen (fas)

Faktor air semen (fas) atau Water Cement Ratio (W.C.R) sangat mempengaruhi

kekuatan beton, fas merupakan perbandingan antara berat air dengan semen dalam

adukan beton. Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton, pada

umumnya dipakai nilai faktor air semen (fas) antara 0.40 0.60 tergantung mutu

beton yang hendak dicapai. Kelebihan air meningkatkan kemampuan pengerjaan,

akan tetapi menurunkan kekuatan. Untuk menambah daya tahan workability

(kelecakan, sifat mudah dikerjakan) diperlukan nilai fas yang lebih tinggi.

Defenisi istilah perbandingan air semen perlu dijelaskan. Kesulitannya timbul

dari adanya air dalam takaran beton yang berasal dari tiga sumber :

1. air yang diserap dalam agregat (w)2. air permukaan pada agregat (ws)3. air yang ditambahkan selama mencampur (wm)

cwcwmssemenairPerbanding

=+

=

Rasio air tertentu diperlukan untuk memberikan aksi kimiawi didalam

pengerasan beton. Secara umum diketahui bahwa semakin tinggi nilai fas, semakin

rendah mutu kekuatan beton. Namun fas yang semakin rendah tidak selalu berarti

bahwa kekuatan beton semakin tinggi. Nilai fas yang rendah akan menyebabkan

kesulitan dalam pelaksanaan pemadatan yang pada akhirnya akan menyebabkan

mutu beton menurun. Ratarata ketebalan lapisan yang memisahkan antara partikel

dalam beton sangat bergantung pada faktor air semen yang digunakan dan kehalusan

butir semennya.



23/44

II.2.2 Sifat Sifat Beton

Dalam pengerjaan beton segar, sifat yang sangat penting harus diperhatikan

adalah kelecakan. Kelecakan adalah kemudahan pengerjaan beton (workability),

dimana pada penuangan (placing) dan memadatkan (compacting) tidak

menyebabkan munculnya efek negatif berupa pemisahan (segregation) dan

pendarahan (bleeding).

Istilah kelecakan (workability) dapat didefinisikan dari tiga sifat berikut:

a. Kompaktibilitas yaitu kemudahan dimana beton dapat dipadatkan danmengeluarkan rongga rongga udara,

b. Mobilitas yaitu kemudahan dimana beton dapat mengalir ke dalam cetakandan membungkus tulangan,

c. Stabilitas yaitu kemampuan beton untuk tetap menjadi massa homogentanpa pemisahan selama dikerjakan.

Pada adukan yang tidak stabil, air dapat terpisah dari benda padat, kemudian

naik ke permukaan. Fenomena ini disebut pendarahan (bleeding). Sebaliknya,

agregat kasar bisa terpisah dari mortar. Sedangkan fenomena ini disebut pemisahan

(segregation).

II.2.2.1 Kuat Tekan

Karena beton mempunyai sifat yang kuat terhadap tekan dan mempunyai sifat

yang relatif rendah terhadap tarik maka umumnya beton hanya diperhitungkan

bekerja dengan baik hanya di daerah tekan saja pada penampangnya dan hubungan



24/44

tegangan-regangan yang timbul karena pengaruh pengaruh gaya tekan tersebut

digunakan sebagai dasar pertimbangan.

Nilai dari kuat tekan beton ditentukan dari tegangan tekan tertinggi (fc) yang

dicapai benda uji umur 28 hari akibat beban tekan selama percobaan. Dengan

demikian, seperti tampak pada gambar, harap dicatat bahwa tegangan fc bukanlah

tegangan yang timbul pada saat benda uji hancur melainkan tegangan maksimum

pada saat regangan beton (b) mencapai nilai 0,002. Selanjutnya nilai teganganfc

akan turun dengan bertambahnya nilai regangan sampai benda uji hancur pada nilai '

mencapai 0.003 0.005.

Gambar II.8 Diagram Tegangan-Regangan Kuat Tekan Beton

[Dipohusodo, 1999]

Pada SK SNI 03 2847 2002 menetapkan regangan kerja maksimum yang

diperhitungkan di serat tepi beton tekan terluar adalah 0.003 sebagai batas hancur

namun tidak konservatif untuk beton kuat tinggi dengan nilaifc' antara 55-80 MPa.\



25/44

Kuat tekan beton umur 28 hari berkisar antara nilai 10 65 MPa. Untuk

struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton dengan kuat tekan

berkisar 17 30 MPa, sedangkan untuk beton prategang digunakan beton dengan

kuat tekan lebih tinggi berkisar antara 30 45 MPa. [Dipohusodo, 1999].

Faktor faktor penting lainnya yang mempengaruhi kuat tekan beton yaitu

antara lain:

1. Jenis semen dan kualitasnya, mempengaruhi kekuatan rata rata dan kuatbatas beton.

2. Perawatan (curing), kehilangan kekuatan sampai 40 % dapat terjadi bilapengeringan diadakan sebelum waktunya.

3. Suhu, pada umumnya kecepatan pengerasan beton bertambah denganbertambahnya suhu. Pada titik beku kuat hancur akan tetap rendah untuk

waktu yang lama.

4. Umur, pada keadaan yang normal kekuatan beton bertambah denganumurnya. Kecepatan bertambahnya kekuatan tergantung pada jenis semen.

Misalnya dengan kadar alumina yang tinggi menghasilkan beton yang kuat

hancurnya pada 24 jam sama dengan Semen Portland biasa pada umur 28

hari. pengerasan berlangsung terus secara lambat sampai beberapa tahun.

Table II.5 Perbandingan kuat tekan beton pada berbagai umur untuk benda uji

silinder yang dirawat di laboratorium

Umur Beton (hari) Portland Type I

3

7

14

21

28

0,46

0,70

0,88

0,96

1,00



26/44

II.2.2.2 Modulus Elastisitas Beton

SK SNI 03 2847 2002 memberikan nilai modulus elastisitas beton yaitu:

Untuk nilai wc di antara 1500 kg/m3 dan 2500 kg/m3, nilai modulus elastisitasbeton (Ec) :

Ec = 0.043 (dalam MPa)

Untuk beton normalEc dapat diambil sebesar :Ec= 4700

Dimana: Wc = Berat Satuan Beton (kg/m3)

= Kuat Tekan Beton yang disyaratkan (MPa)

Sesuai dengan teori elastisitas,secara umum kemiringan kurva pada tahan

awal (Gambar II.8) menggambarkan nilai modulus elastisitas suatu bahan.

B

Y

Beban C

diambil

A

0

X

Waktu

Aliran plastisatau rayapan

Pengembalian

bentuk elastis

Perubahan

bentuk elastis

Pengembalian

bentuk plastis

Perubahanbentuk

tetap

Benda uji dibebani Perubahan bentuk



27/44

Gambar II.9 Ilustrasi dari perubahan bentuk beton yang dibebani terhadap

waktu (Sumber : L.J. Murdock; Bahan dan Praktek Beton, hal. 11)

Nilai regangan tidak berbanding lurus dengan nilai tegangannya berarti bahan

beton tidak sepenuhnya bersifat elastis, sedangkan nilai modulus elastisitas berubah-

ubah sesuai dengan kekuatannya.

Modulus elastisitas beton berubah-ubah tergantung kepada umur beton, sifat-

sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari benda uji.

Pada umumnya nilai kuat maksimum untuk mutu beton tertentu akan

berkurang pada tingkat pembebanan yang lebih lamban atau slower rates of strain.

Nilai kuat beton beragam sesuai dengan umurnya dan biasanya nilai kuat beton

ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari setelah pengecoran. Umumnya

pada umur 7 hari kuat beton mencapai 70 % dan pada umur 14 hari mencapai 85 % -

90 % dari kuat beton umur 28 hari.).

Tabel II.6 Nilai Modulus Elastis Beton Normal

Fc (Kg/cm ) Ec (MPa)

175 19500

200 20800

225 22100

250 23300

II.2.2.3 Kekuatan Tarik

Nilai kuat tarik beton relatif jauh lebih rendah daripada nilai kuat tekan beton.

Nilai kuat tarik bahan beton normal hanya berkisar antara 9% - 15% dari kuat

tekannya. Kuat tarik beton yang tepat sulit untuk diukur. Kekuatan tarik beton

seringkali diukur berdasarkan modulus tarik (modulus of rupture), yaitu tegangan



28/44

tarik lentur beton yang timbul pada pengujian hancur balok beton polos (tanpa

tulangan). Nilai ini sedikit lebih besar dari nilai tarik sesungguhnya.

SNI-Beton-2002 membatasi untuk beton normal, kekuatan beton dalam

menahan tarik akibat lentur adalah:

cfFr '70,0= ini biasa dikenal dengan tegangan retak

Dengan Ec dan fc dalam Mpa. Harga ini harus dikalikan faktor 0,75 untuk

beton ringan total dan 0,85 untuk beton ringan berpasir.

Dari berbagai hasil percobaan terlihat bahwa kekuatan tarik beton sangat

kecil dibandingkan kekuatan tekannya, sehingga dalam analisis atau desain kekuatan

tarik beton diabaikan, dan beton dianggap hanya dapat menahan gaya tekan.

II.2.2.4 Sifat Rangkak dan Susut Pada Beton

Pada beton yang sedang menahan beban akan terbentuk suatu hubungan

regangan dan tegangan yang merupakan fungsi dari waktu pembebanan. Beton

menunjukkan sifat elastis murni hanya pada waktu menahan beban singkat.

Sedangkan pada beban tidak singkat beton mengalami regangan dan tegangan akibat

pembebanan terjadi pula peningkatan regangan sesuai jangka waktu pembebanan

yang disebut deformasi rangkak (creep).

Rangkak adalah sifat dimana beton mengalami perubahan bentuk (deformasi)

permanen akibat beban tetap yang bekerja padanya. Rangkak timbul dengan

intensitas yang semakin berkurang untuk selang waktu tertentu dan kemungkinan

berakhir setelah beberapa tahun berjalan.



29/44

Pada umumnya beton mutu tinggi mempunyai tingkat nilai rangkap yang

lebih tinggi dibandingkan dengan beton mutu rendah. Besarnya deformasi rangkap

sebanding dengan beban yang ditahan dan juga jangka waktu pembebanan.

Pada umumnya rangkak tidak mengakibatkan dampak langsung terhadap

kekuatan struktur tetapi akan mengakibatkan timbulnya redistribusi tegangan pada

beban kerja dan kemudian mengakibatkan terjadinya peningkatan lendutan

(defleksi). Pada umumnya proses creep (rangkak) selalu dihubungkan dengan susut

karena keduanya terjadi bersamaan dan sering kali memberikan pengaruh sama, yaitu

deformasi yang bertambah sesuai dengan berjalannya waktu.

Faktor yang mempengaruhi besarnya rangkak (creep) pada suatu struktur

adalah sebagai berikut:

1. Sifat bahan dasar, seperti komposisi dan kehalusan semen, kualitas adukan,dan kandungan mineral dalam agregat

2. Rasio air terhadap jumlah semen atau kadar air3. Suhu pada waktu proses pengerasan4. Kelembaban nisbi selama penggunaan5. Umur beton pada saat beban bekerja6. Lama pembebanan7.

Nilai tegangan

8. Nilai perbandingan luas permukaan dan volume komponen struktur9. Nilai slump.

Sedangkan proses susut secara umum didefinisikan sebagai perubahan

volume yang tidak berhubungan dengan beban. Pada umumnya faktor-faktor yang



30/44

mempengaruhi terjadinya rangkak juga mempengaruhi susut, khususnya faktor-

faktor yang berhubungan dengan hilangnya kelembaban.

Proses susut pada beton apabila dihalangi secara tidak merata (oleh

penulangan misalnya), akan menimbulkan deformasi yang umumnya meningkatkan

deformasi rangkak. Oleh karena itu, agar dapat dicapai tingkat kelayanan yang baik

diperlukan pengendalian dan perhitungan dalam proses susut tersebut.

II.2.3 Metode Perencanaan Kekuatan Batas/Ultimate

Pengujian terhadap balok beton bertulang memberikan suatu hasil bahwa

regangan bervariasi menurut jarak garis pusatnya ke serat tarik bahkan pada saat

beban mendekati beban batas. Tegangan tekan bervariasi hampir menurut suatu garis

lurus hingga tegangan dan regangan kira-kira akan mencapai seperti yang terlihat

pada gambar berikut:

Gambar II.10 Analisa Balok Persegi

Tegangan tekan bervariasi mulai dari nol pada garis netral hingga mencapai

nilai maksimum pada suatu titik yang dekat dengan serat terluar sisi tekan.

Walaupun distribusi tegangan yang sebenarnya merupakan suatu hal yang penting,



31/44

beberapa bentuk asumsi dapat digunakan secara praktis jika hasil perbandingan hasil

analisa sesuai dengan hasil pengujian. Bentuk yang umum digunakan adalah bentuk

persegi, parabola, dan trapesium.

Gambar II.11 Bentuk Distribusi Tekan

Whitney menggantikan blok kurva tegangan dengan suatu balok persegi

ekivalen dengan intensitas 0.85fc dan kedalaman a = 1.c, seperti tampak pada

gambar diatas, luas balok persegi harus sama dengan luas balok kurva tegangan yang

sebenarnya dan pusat berat dari kedua balok ini juga harus berhimpit.

Dalam peraturan SK SNI 03-2847-2002, untuk nilaifc yang lebih kecil atau

sama dengan 30 Mpa nilai 1 ditentukan sebesar 0.85, dan nilai ini berkurang 0.05

untuk tiap kenaikanfc sebesar 7 Mpa. Tetapi nilai ini tidak diambil kurang dari 0.65.

Beberapa alasan digunakannya metode kuat batas (ultimate strength design)

sebagai trend perencanaan struktur beton adalah:

1. Struktur beton bersifat in-elastis saat beban maksimum, sehingga teori elastistidak dapat secara akurat menghitung kekuatan batasnya. Untuk struktur yang

direncanakan dengan metode beban kerja (working stress method) maka faktor



32/44

beban (beban batas/beban kerja) tidak diketahui dan dapat bervariasi dari struktu

dengan struktur lainya.

2. Faktor keamanan dalam bentuk faktor beban lebih rasional, yaitu faktor bebanrendah untuk struktur dengan pembebanan yang pasti, sedangkan faktor beban

tinggi untuk pembebanan yang fluktuatif (berubah-ubah).

3. Kurva tegangan-regangan beton adalah non-linier dan tegangan dari kurva,misalnya regangan rangkak (creep) akibat tegangan yang konstan dapat beberapa

kali lipat dari regangan elastis awal. Oleh karena itu, nilai rasio modulus yang

digunakan dapat menyimpang dari kondisi sebenarnya. Regangan rangkak dapat

memberikan redistribusi tegangan yang lumayan besar pada penampang struktur

beton, artinya tegangan sebenarnya yang terjadi pada struktur tersebut bias

berbeda dengan tegangan yang diambil dalam perencanaan.

4. Metode perencanaan kuat batas memanfaatkan kekuatan yang dihasilkan daridistribusi tegangan yang lebih efisien yang dimungkinkan oleh adanya regangan

in-elastis.

5. Metode perencanaan kuat batas menghasilkan penampang struktur beton yanglebih efisien.

6. Metode perencanaan kuat batas dapat digunakan untuk mengakses daktilitasstruktur di luar batas elastisnya.



33/44

Gambar II.12 Hubungan non linier antara tegangan regangan.

II.3 Konstruksi Komposit.

Menurut SK SNI 03 2847 2002 komponen struktur lentur beton komposit

adalah komponen struktur lentur beton yang dibuat secara pracetak dan/atau yang

dicor di tempat, yang masing-masing bagian komponennya dibuat secara terpisah,

tetapi saling dihubungkan sedemikian hingga semua bagian komponen bereaksi

terhadap beban kerja sebagai suatu kesatuan.

Komposit secara sederhana didefenisikan sebagai gabungan dari dua macam

atau lebih bahan bangunan yang modulus elastisnya berbeda digabungkan

sedemikian rupa, sehingga bekerja sama memikul beban yang bekerja sehingga

kelebihan sifat masingmasing bahan yang membentuk komponen struktur komposit

tersebut dapat dimanfaatkan secara maksimal.

Struktur komposit adalah struktur yang tediri dari dua jenis bahan konstruksi

yang berbeda yang disatukan dengan bagian penyambung, yang lebih dikenal dengan



34/44

penghubung geser (shear connector). Penghubung geser ini dipasang untuk

menghubungkan dua bahan tersebut sehingga secara bersama-sama dapat memikul

beban yang bekerja pada struktur.

Apabila struktur bekerja komposit sempurna, maka slip antara kedua bahan

tidak akan terjadi. Konsep analisis penampang komposit penuh didasarkan pada dua

kondisi, yaitu kondisi elastis dan non elastis. Kondisi elastis adalah kondisi dimana

kedua bahan masih berada dalam batas-batas elastis. Pada kondisi inelastis,

pembahasan dibatasi pada keadaan plastis.

Beberapa batasan dalam analisis struktur komposit ini diantaranya adalah:

1. Defleksi vertikal mempunyai nilai yang sama untuk kedua elemen, hal iniberarti tidak ada gap antara bahan.

2. Penampang tetap rata baik sebelum atau sesudah dibebani, deformasi geserantara dua elemen diabaikan.

3. Perilaku bahan yang digunakan adalah tidak elastis linier sehingga retak dankeplastisan beton diperhitungkan.

4. Jarak antar penghubung geser adalah sama.5. Friksi antara kedua bahan tidak diperhitungkan.6. Gaya geser pada bidang batas sepenuhnya diambil oleh penghubung.

Bahan konstruksi yang dimaksud dalam tulisan ini adalah balok komposit

bambu dengan beton. Komponen komposit bambubeton adalah komposit yang

terbentuk dari bahan bambu dan beton, dengan perantara alat sambung geser,

sehingga mampu bereaksi terhadap beban kerja sebagai satu kesatuan.



35/44

Pada penggunaananya sebagai struktur bangunan, beton diperkuat dengan

batang tulangan baja untuk menahan gaya tarik yang terjadi, karena beton memiliki

nilai kuat tarik yang relatif rendah. Namun pada percobaan kali ini tegangan tarik

yang terjadi pada balok beton akan di perkuat dengan Bambu.

Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk menghemat penggunaan bahan

bangunan, yaitu dengan cara menggabungkan bambu dan beton dalam satu kesatuan

struktur komposit. Dengan memanfaatkan kelebihan sifat mekanik masingmasing

bahan secara maksimal, akan didapat struktur gabungan yang lebih kuat

dibandingkan dengan masingmasing bahan penyusunnya

II.3.1 Penghubung Geser (Shear Connector)

Penghubung geser adalah alat sambung mekanik yang berfungsi memikul

beban geser yang timbul pada bidang kontak kedua material tersebut, sehingga pada

keadaan komposit kedua material bekerja sama sebagai satu kesatuan.

Alat penghubung geser yang kita kenal ada bermacam-macam diantaranya

paku, baut dan pasak. Dalam hal kekuatan sambungan tidak dibedakan apakah itu

sambungan desak atau sambungan tarik, yang menetukan kekuatan sambungan

bukan kekuatankekuatan tarik dan geser melainkan kuat desak pada lubang serta

kekuatan alat penghubung geser tersebut. Biasanya dalam analisis tegangan

tegangan dalam arah sambungan maupun pada penampang penghubung geser

dianggap rata.

Beton dan bambu merupakan dua bahan bangunan yang berbeda sifat

mekanis dan fisiknya. Beton merupakan bahan konstruksi anorganis material yang

kuat menahan gaya desak tetapi lemah terhadap gaya tarik, sedangkan bambu



36/44

merupakan organis material yang peka terhadap lembab atau kadar air yang

dikandungnya, dan mempunyai kuat tarik yang cukup tinggi.

Bila dua bahan tersebut yakni beton dan bambu disatukan dengan cara

tertentu, yaitu dengan menggunakan penghubung geser yang sesuai, maka keduanya

akan menyatu dan mampu bereaksi sebagai komponen struktur komposit. Agar aksi

komposit dapat tercipta dengan sempurna, maka pada bidang kontak antara kedua

bahan tersebut tidak boleh terjadi geser dan atau pemisahan.

Pada balok tidak komposit (Gambar II.10a), jika gesekan antara kedua bahan

diabaikan, maka masing-masing bahan kan memikul suatu bagian beban secara

terpisah.

Gambar II.13 Perbandingan antara balok komposit dan balok tanpa komposit

yang melendut.

Permukaan bawah beton mengalami perpanjangan akibat deformasi tarik,

sedangkan permukaan atas bambu akan mengalami perpendekan akibat deformasi

tekan. Apabila lekatan beton terhadap bambu diabaikan, maka tidak ada gaya geser

horisontal yang bekerja pada bidang kontak tersebut.



37/44

Namun pada balok komposit (Gambar II.10b) terjadi lekatan sempurna antara

kedua bahan maka tidak akan terjadi slip atau geser sehingga beban yang terjadi

pada balok akan dipikul bersama-sama oleh kedua bahan. Sehingga dari diagram

tegangan-regangan yang terjadi garis netral diantara kedua bahan akan berada pada

garis yang sama karena tidak ada lagi regangan slip yang terjadi.

Pada percobaan ini yaitu komposit balok bambu-beton penghubung geser

(shear connector) yang digunakan adalah paku. Berbeda dengan kayu, adanya

rongga pada bambu membuatnya harus diperlakukan khusus agar tidak mudah pecah.

Oleh karena itu sebelum bambu dipaku sebaiknya di buat lubang dengan

menggunakan bor sebesar (Diamater paku-0.2 mm).

II.3.2 Paku

Alat sambung paku masih sering dijumpai pada struktur atap, lantai, dinding

atau struktur rangka rumah. Paku tersedia dalam dua jenis yaitu paku bulat dan paku

ulir. Paku bulat kekuatannya lebih rendah dari paku ulir, karena koefisien gesekan

paku ulir lebih besar sehingga tahanan cabutnya lebih besar. Diameter paku

dipasaran antara 2,75 mm sampai 8 mm dengan panjang 40 mm sampai 200 mm.

Ketebalan kayu yang yang disambung antara 20 mm sampai 40 mm.

Tabel II.7 Tebal kayu yang diperkenankan untuk beberapa ukuran paku

No. Tebal Kayu (mm) Nama PakuDiameter

Paku (mm)

Panjang Paku

(mm)

1 20 2BWG12 2.8 51

2 20 25 2.5BWG11 3.1 63

3 20 30 3BWG10 3.4 76

4 25 35 3.5BWG9 3.8 89



38/44

5 30 40 4BWG8 4.2 102

6 40 4.5BWG6 5.2 114

Paku dipasang dengan cara dipukul. Agar terhindar dari pecahnya kayu, pemasangan

paku dapat didahului oleh lubang penuntun. Untuk bambu diameter lubang penuntun

adalah diameter lubang 0.2 mm.

Dimana G adalah berat jenis kayu/bambu dan D adalah diameter batang paku.

Berdasarkan pedoman teknis spesifikasikasi komponen struktur lantai tingkat

komposit kayu-beton untuk gedung dan rumah ( Pt S-10-2000-C ) panjang paku yang

tertanam didalam kayu adalah sebesar 2/3 dari panjang paku dan 1/3 tertanam

didalam beton.

Jarak minimum antar konektor geser untuk dowel atau paku adalah:

a. Dalam arah gaya :1.

120 mm atau 12 dowel atau 12 paku pada arah sejajar gaya, di ujung

balok dekat tumpuan;

2. 60 mm atau 10 dowel atau 10 paku p dalam satu barisan sejajar arahgaya.

b. Dalam arah tegak lurus gaya :1. 4 dowel atau 5 paku pada tepi kayu;2. 4 dowel atau 5 paku pada barisan kayu.

II.3.2.1 Prinsip Perencanaan Struktur Komposit



39/44

Analisis struktur secara ultimate memanfaatkan kemampuan struktur secara

penuh hingga beban batas akhir (ultimate load) sehingga timbul bentuk plastis

dengan kekuatan struktur sampai tegangan runtuhnya.

Analisis ultimate pada umumnya digunakan untuk menentukan besarnya

beban runtuh (ultimate load) pada suatu struktur serta perilaku keruntuhannya

(mechanism). Gaya-gaya dalam yang terjadi telah melebihi batas elastis dan defleksi

yang terjadi cukup besar.

Analisis kekuatan batas (ultimate) untuk perhitungan kuat lentur komponen

struktur komposit untuk distribusi tegangan batas pada daerah momen positif balok

komposit yang menggunakan penghubung geser, tegangan tekan sebesar 0,85 fc

dianggap bekerja dengan distribusi merata di sepanjang daerah tekan efektif beton.

Kuat tarik beton dalam hal ini diabaikan. Tegangan lentur kayu/bambu pada balok

komposit tersebut diambil sebesar fb dengan distribusi merata baik di daerah tarik

maupun di daerah tekan penampang kayu/bambu.

Untuk distribusi tegangan ultimate pada daerah momen negatif balok

komposit tersebut, tegangan tarik beton diabaikan, dan tegangan tarik kayu/bambu

diambil sebesar fb dengan distribusi merata baik di daerah tarik maupun di daerah

tekan penampang kayu/bambu.

Dalam perencanaan ultimate, kecuali untuk balok yang diberi selubung beton,

seluruh gaya geser horizontal pada bidang kontak antara balok kayu dan beton harus

disalurkan oleh penghubung-penghubung geser. Untuk aksi komposit di mana beton

mengalami gaya tekan akibat lentur, gaya geser horizontal total yang bekerja pada

daerah yang dibatasi oleh titik-titik momen positif maksimum dan momen nol yang

berdekatan harus diambil sebagai nilai terkecil dari:



40/44

1) 0,85 fc Ac;

2) Ab.fb;

3) Qn.

Untuk aksi komposit penuh, besarnya gaya geser horizontal ditentukan oleh

Ab.fb atau 0,85.fc dan jumlah penghubung geser yang diperlukan antara titik

momen nol dan momen maksimum adalah:

Dimana :

N = jumlah penghubung geser

Vh = gaya geser horizontal

Qn = kuat nominal penghubung geser yang disebar merata dari

tumpuan sampai momen positif maksimum (tengah bentang).

II.3.2.2 Penempatan Paku Berdasarkan Metode Ultimate

Penempatan paku dilakukan menurut penempatan paku, dimana kekutan paku

Z diambil sebagai nilai terkecil dari nilai-nilai yang dihitung menggunakan semua

persamaan pada Tabel II.8 dan dikalikan dengan jumlah alat pengencang (n). Untuk

sambungan yang terdiri atas tiga komponen (sambungan dengan dua irisan), tahanan

lateral acuan diambil sebesar dua kali tahanan lateral acuan satu irisan yang terkecil.

Tabel II.8 Tahanan lateral acuan satu paku (Z) untuk satu alat

pengencang dengan satu irisan yang menyambung dua komponen



41/44

Catatan :

1.es

eme F

FR =

2. eF (Kuat tumpu kayu) = 114.45 84.1G (N/mm)dimana G adalah berat jenis kayu/bambu kering oven.

3. P = Kedalaman penetrasi efektif batang alat pengencang pada komponenpemegang (lihat Gambar II.14)

4. KD = 2.2 untuk D 4.3 mm,= 0.38 D + 0.56 untuk 4.3 mm < D < 6.4 mm

Moda kelelehan Persamaan yang berlaku

Is ZD

ess

K

FtD3.3=

IIIm

Z :,)21(

3.3 1 denganRK

FpDk

eD

em

+

=

2

2

13

)21(2)1(2)1(

pF

DRFRk

em

eyb

e

+

+++=

IIIs

Z :,)2(

3.3 2 denganRKFtDkeD

ems

+

=

2

2

23

)21(2)1(2)1(

sem

eyb

e

e

tF

DRF

R

Rk

+

+

+

+=

IV Z)1(3

23.3 2

e

ybem

D R

FF

K

D

+

=



42/44

= 3.0 untuk D 6.4 mm

5. ybF = kuat lentur paku

Nilai kuat lentur paku dapat diperoleh dari supplier atau distributor paku.

Untuk jenis paku bulat pada umumnya, kuat lentur paku dapat dilihat pada Tabel II.9

Kuat lentur paku menurun dengan semakin meningkatnya diameter paku. Dimensi

paku yang meliputi diameter, panjang, dan angka kelangsingan dapat dilihat pada

Tabel II.10.

Tabel II.9 Kuat lentur paku untuk berbagai diameter paku bulat

(Sumber : Dasar Perencanaan Sambungan Kayu)

Diameter Paku Kuat Lentur Paku, ybF

3.6 mm 689 N/mm

3.6 mm < D 4.7 mm 620 N/mm

4.7 mm < D 5.9 mm 552 N/mm

5.9 mm < D 7.1 mm 483 N/mm

7.1 mm < D 8.3 mm 414 N/mm

D > 8.3 mm 310 N/mm

Tabel II.10 Berbagai Ukuran Diameter dan Panjang Paku

Nama PakuDiameter Paku

(mm)

Panjang Paku

(mm)*

2BWG12 2.8 51 18

2.5BWG11 3.1 63 20

3BWG10 3.4 76 22

3.5BWG9 3.8 89 23

4BWG8 4.2 102 24

4.5BWG6 5.2 114 22

* Angka kelangsingan : panjang paku dibagi diameter paku



43/44

II.3.2.3 Tahanan Lateral Terkoreksi

Tahanan lateral terkoreksi ( Z), dihitung dengan mengalikan tahanan lateral

acuan dengan faktor faktor koreksi untuk sambungan paku. Faktor faktor koreksi

sambungan paku tersebut adalah :

1. Faktor kedalaman penetrasi, C d Tahanan lateral acuan dikalikan dengan faktor kedalaman penetrasi C d , untuk

paku, penetrasi efektif batang ke dalam komponen pemegang, p, harus lebih

besar daripada atau sama dengan 6D.

Untuk 6D p < 12D, maka dC = Dp

12

Untuk p 12D, dC = 1.00

Apabila penetrasi alat penyambung paku tembus maka faktor kedalaman

penetrasi diabaikan.

Gambar II.14 Sambungan paku dengan variasi penetrasi



44/44

2. Faktor serat ujung, C eg Tahanan lateral acuan harus dikalikan dengan faktor serat ujung, C eg = 0.67,

untuk alat pengencang yang ditanamkan kedalam serat ujung kayu.

3. Sambungan paku miring, Ctn

Untuk kondisi tertentu, penempatan paku pada kayu harus dilakukan secara

miring (tidak tegak lurus). Pada sambungan seperti ini, tahanan lateral acuan

harus dikalikan dengan faktor paku miring, Ctn

= 0.83.

4. Sambungan diafragma, Cdi

Faktor koreksi ini hanya berlaku untuk sambungan rangka kayu dengan plywood

seperti pada struktur diafragma atau shear wall (dinding geser). Nilai faktor

koreksi ini umumnya lebih besar daripada 1.00.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Pendahuluan

Pengujian dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu pengujian sampel

bambu, pengujian beton dan pengujian model komposit Balok Beton-Bambu. Bambu

yang digunakan untuk penelitian ini adalah Bambu Betung (Dendrocalamus asper)

dan mutu beton yang digunakan adalah k-175. Bahan-bahan tersebut akan diteliti

teori bambu

Documents