tulangan balok beton

5/22/2018 Tulangan Balok Beton

1/14

APLIKASI BAMBU PILINAN SEBAGAI TULANGAN BALOK BETON (Pathurahman, et al.)

APLIKASI BAMBU PILINAN SEBAGAI TULANGAN BALOKBETON

Pathurahman, Jauhar Fajrin

Dosen Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram, NTB.

Dwi Anggraini Kusuma

Alumnus Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram, NTB

ABSTRAK

Baja tulangan adalah produk hasil tambang yang keberadaannya suatu saat akan habis. Untukmengatasi problem tersebut, sebagai alternatif dicoba pemakaian tulangan bambu yang murah danberkekuatan tinggi. Pada penelitian ini bambu digunakan sebagai tulangan balok beton, balokdirencanakan bertulangan liat (underreinforced) dan tidak bertulangan tekan, semua balok diberi

tulangan bambu pilinan dari bamu galah dengan diameter 12 mm dan diberi lapisankedap air.Pengujian dilakukan dengan menggunakan metode four point load, sehingga pada bagian balokdiharapkan akan terjadi lentur murni. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rataperbandingan antara momen retak awal (eksperimen) dengan momen perhitungan (teoritis) sebesar

115.26 %, hal ini menunjukkan adanya kecocokan antara teori dan ekperimen. Simpangan standaryang cukup besar yaitu 35.31 % dapat diartikan bahwa kualitas tulangan kurang seragam.

Disimpulkan bahwa bambu memiliki peluang untuk digunakan sebagai tulangan, khususnya untukstruktur beton sederhana.Kata kunci: Balok beton, tulangan bambu, kuat lentur.

ABSTRACT

Reinforcing steel is a nonrenewable mining product. In order to solve this problem, bamboo, which ischeap and has a fairly high tensile strength, could be used as an alternative. In this study, bamboo isused to reinforce concrete beam. The beams are designed under reinforced with nocompression

reinforcement. All beams are reinforced with 12 mm bamboo Galah protected with water resistantlayer. A four-point load test set up is used to ensure pure bending. The test results show that theaverage value of first crack moment is 15.26 % bigger compared with the calculated moment. Thisindicates that there is a reasonable agreement between experimental and theoretical results. Thestandard deviation (35,31 %) indicates that the quality of bamboo used in this study is not uniform. It


2/14

could be concluded that, there is a possibility to use bamboo to replace steel as reinforcement,particularly for simple concrete structures.

Keywords: Concrete beam, bamboo reinforcement, bending strength.

PENDAHULUAN Fenomena diatas ternyata menimbulkan per

masalahan baru yaitu baja yang selama iniBeton mempunyai kekuatan tekan yang cukup dijadikan sebagai tulangan merupakan b

ahanbesar, namun sangat lemah terhadap tarik. tambang yang tidak dapat diperbaharui,Karena itu penggunaan beton selalu dipadukan sehingga keberadaannya suatu saat akan habis.dengan bahan yang mempunyai kuat tarik Dalam upaya pencarian alternatif, dilakukantinggi yaitu baja. Beton dengan tulangan baja penelitian-penelitian, antara lainterhadapadalah perpaduan yang sangat kuat, sehingga material pengganti berupa hasil alamyaitubeton bertulang banyak digunakan sebagai bambu. Bambu merupakan hasil alam yangbahan bangunan. dapat diperoleh dengan mudah dan mempunyai

kekuatan tarik yang sangat tinggi.

Catatan: Diskusi untuk makalah ini diterima sebelum

Hasil penyelidikan yang dilaporkan dalam

tanggal 1 Juni 2003. Diskusi yang layak muat akanditerbitkan pada Dimensi Teknik Sipil Volume 5 Nomor 2 referensi [1, 2, 3, 4, 5,6], menyatakan bahwaSeptember 2003. bambu dapat digunakan sebagai tulangan beton

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen

Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/civil/


3/14

DIMENSI TEKNIK SIPIL VOL 5, NO. 1, Maret 2003: 39 44

pengganti baja dan mempunyai kekuatan tarikyang tinggi mendekati kekuatan baja struktur(Gambar 1).

Gambar 1. Diagram Tegangan-regangan Bambu dan Baja

[6]

Tetapi masih banyak keraguan untukpemakaian bambu sebagai tulangan beton.Keraguan pertama timbul karena lekatanantara bambu dan semen kurang baik, selainitu bambu sangat higroskopis, sedang kandunganair pada bambu sangat mempengaruhikembang susut, yang lebih lanjut akan mempengaruhilekatan antara bambu dan beton.Referensi [7] menyatakan bahwa pemakaianbambu tanpa perlakuan khusus sebagaitulangan beton sangat tidak dianjurkan.

Para peneliti mengusulkan cara untuk

mengatasi kelemahan di atas dengan: menggunakanbambu yang sudah tua usianyasehingga daya serap dan kelembabannya kecil,melapisi batang bambu dengan bahan kedap airseperti vernis, cat dan cairan aspal [2, 8], tetapiharus dihindari licinnya permukaan bambuakibat pemakaian bahan-bahan tersebut,karena hal itu akan mengurangi daya lekat.Untuk memperbaiki lekatan antara bambu danbeton Lopez [9] menggunakan bambu pilinan.Cara ini telah diaplikasikan pada perumahanprafabrikasi dikota Guayaquil. Dalam waktu 10tahun bangunan tersebut tidak memperlihatkan

keretakan.

LANDASAN TEORI

Analisis dan perencanaan balok menggunakanrumus-rumus dalam analisis beton bertulang

[10] dengan ketentuan sebagai berikut :Modulus Elastisitas Beton

Digunakan rumus nilai modulus elastisitasbeton sebagai berukut [10]:

Ec = 0.043 * Wc1.5 * fc' (MPa) (1)dimana :Wc = berat volume beton (kg/m3)fc= kuat tekan beton (MPa)

Rumus empiris tersebut hanya berlaku untukbeton dengan berat volume berkisar antara1500 dan 2500 kg/m3. Untuk beton kepadatannormal dengan berat volumne 23 KN/m3


4/14

dapat digunakan nilai

Ec = 4700 * fc'(2)

Anggapan-anggapan

Pendekatan dan pengembangan metode perencanaankekuatan didasarkan atas anggapananggapan[11] sebagai berikut (Gambar 2):

1. Prinsip Navier-Bernoulli tetap berlaku.2. Tenganganbeton dapat disederhanakanmenjadi tegangan kotak3. Kuat tarik beton diabaikan (tidak diperhitungkan)dan seluruh gaya tarik dilimpahkankepada tulangan bambu.Gambar 2. Distribusi tegangan dan regangan padapenampang beton

Dalam Gambar 2,

a=b1 x c (3)

c =jarak serat tekan ke garis terluar ke garisnetralb1 =konstanta yang merupakan fungsi darikelas kuat beton

Standar [10] menetapkan nilai b1 sebagaiberikut:fc 30 MPa b1 = 0.8530 < fc< 50 MPa b1 = 0.85 (fc30)fc 50 MPa b1 = 0.65

Pembatasan Penulangan Tarik

Pada perhitungan beton bertulang [10]ditetapkan bahwa jumlah tulangan baja tarik,As, tidak boleh melebihi 0.75 dari tulanganbalans, Abs, yaitu jumlah tulangan tarik bila

beton dan baja kedua-duanya mencapairegangan hancur,As 0.75 * Asb (4)

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen

Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/civil/


5/14


Dalam penelitian ini tulangan bambu ditetapkantidak lebih dari 60 persen dari tulanganbalans,

As 0.60 * Asb (5)

Sedangkan modulus elastisitas dan teganganleleh bambu ditetapkan sebagai berikut:

Es = Modulus elastisitas bambu

= 180.000 kg/m2 (6)fy = tegangan leleh bambu = 223.33 MPa

Analisis balok

Gambar 3. Distribusi tegangan dan regangan padapenampang beton

Kondisi regangan seimbang (balance) terjadijika :

fy

ec= 0.003 dan es = ey =

Esdimana :fy = tegangan leleh bambu = 223.33 MPaEs = Modulus elastisitas bambu = 180.000 kg/m2Pada kondisi balans didapat:

0.003

Cb =

0.003 Esfy+(7)ab = b * Cb (8)

Cc = 0.85 fc*b*ab (9)T = Asb * fy (10)Karena H = 0, maka T = Cc

Asb * fy = 0.85 * fc* b * ab

0.85 *fc'*b*abAsb = (11)

fy

T

a = (12)

0.85 *fc' * bMn = T (d -a/2) (13)Mr = 0.80 Mn


6/14

Dari hasil analisa balok dapat diketahuibesarnya beban, P, yang dapat bekerja padabalok, dari hasil percobaan juga akan diperolehnilai P yang berguna untuk menghitungbesarnya momen ultimit yang dapat dilayani,kedua nilai momen hasil dari analisis dan hasilpengujian akan dibandingkan.

METODOLOGI PENELITIAN

Pembuatan Tulangan Bambu Pilinan

Sebagai tulangan digunakan bambu galah,bambu diambil bagian kulit dengan ketebalan30 % dari tebal total. Pengambilan bagian kulitini dengan pertimbangan bahwa bagian inirelatip cukup padat sehingga sifat higroskopisnyarendah dan kurang memerlukan lapisankedap air. Dengan pertimbangan kembangsusut bambu dapat berpengaruh terhadap kuatlekat antara bambu dengan beton, maka untukmengantisipasi hal tersebut, meskipun bagiankulit bambu yang dipakai hampir tidakmenyerap air dan kembang susutnya sangat

kecil, dalam penelitian ini tetap digunakanlapisan kedap air. Bagian kulit juga bagianyang terkuat. Hasil penelitian menunjukkankuat tarik bambu bagian luar kurang lebih tigakali kuat tarik bagian dalam. Tulangan bambudibentuk seperti kabel yang terdiri dari tigabilah. Agar pemuntiran tulangan bambu lebihmudah maka dipilih bambu yang umurnya baru9 bulan. Mengingat bahwa buku bambu adalahbagian yang terlemah terhadap tarikan makadalam pembuatan kabel bambu, buku-bukubilah bambu perlu diusahakan agar tidakberkumpul disatu titik. Dalam penelitian ini

digunakan bilah-bilah bambu sebanyak tigabuah dengan lebar 5 mm, tebal 5 mm danpanjang 2,5 meter disatukan dan diikat dengankawat bindraat lalu dijepit pada alat penjepit,kemudian dipuntir. Pemuntiran kabeldilakukan secara hati-hati, sehingga bagiankulit dari bambu jangan sampai terputus,karena akan mengakibatkan kuat tariktulangan berkurang. Adapun cara pemuntirankabel bambu dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Pemuntiran kabel bambu [9]

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas KristenPetrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/civil/


7/14


Pembuatan Benda Uji.

Benda uji balok dibuat sebanyak lima (5)buah dengan ukuran 15x20x200 cm. Balok direncanakanbertulangan liat (Underreinforced)dan tidak betulangan tekan. Semua balok diberidua buah tulangan bambu pilinan dengandiameter 12 mm dengan kuat tarik, fy = 223.33

Mpa, serta modulus elastisitas, Es = 180.000kg/m2. Pada bagian tengah balok (100 cm)diharapkan akan terjadi lentur murni, tulanganbambu hanya diberikan pada sisi bawah saja.Hal ini dimaksudkan agar pada bagian tersebuttulangan yang berpengaruh hanya tulangantarik saja, dan menjadi bagian yang terlemahdari balok uji. Pada bagian lain dipasangtulangan rangkap dengan tulangan begel diameter10 mm. Maksud pemasangan penulangantersebut agar kemungkinan patah benar-benarpada daerah lentur murni, sehingga tidakterjadi kegagalan percobaan karena patah pada

bagian lain. Penulangan dan pembebananbalok dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Penulangan dan Pembebanan Balok

Karakteristik penulangan balok ditunjukkandalam Tabel 1.

Tabel 1. Karaktristik sifat lentur balok

KodeBalok

Bentang(cm)Fc(Mpa)fy(Mpa)b(cm)d(cm)rrrw(%)r

rrd(%)rrrw/rrrd(%)B1 180 20,95 223,33 15 17,5 2.311-2.773 4.939 46.79-56.41


8/14

B2 180 20,95 223,33 15 17,5 2.311-2.773 4.939 46.79-56.14B3 180 21,51 223,33 15 17,5 2.311-2.773 5.071 45.57-54.68B4 180 20,38 223,33 15 17,5 2.311-2.773 4.805 48.10-57.70B5 180 21,51 223,33 15 17,5 2.311-2.773 5.071 45.57-54.68

Pengujian

Pola pembebanan pada pengujian balok betonditunjukkan dalam Gambar 6. Kedua tumpuanbalok uji dibuat sedemikian rupa, sehinggamempunyai perilaku yang sama dengan

perletakan sendi dan rol. Dengan demikiankondisi struktur pengujian merupakan strukturstatis tertentu.

Gambar 6. Pengujian balok beton

HASIL PENELITIAN DANPEMBAHASAN

Sifat-sifat Umum Hasil Pengujian

Kelima benda uji secara umum menunjukkanbahwa keruntuhan balok diawali dengan retaklentur yang terjadi di daerah tangan bentangsepanjang 100 cm (Gambar 7 sampai 11).Keruntuhan tidak terjadi pada daerah dengantulangan geser. Pola retak dan pola runtuhyang terjadi pada benda uji menunjukkan ciriyang mendekati sama. Runtuh lentur ditandaioleh retak-retak tegak lurus dan meningkatjumlahnya di daerah tulangan tarik padatengah bentang. Dari hasil pengamatan terlihatbahwa pada saat terjadi keruntuhan adasebagian tulangan bambu yang telah putus.

Proses Retak

Penambahan retak untuk setiap peningkatanbeban tidak selalu merupakan kelanjutan dariretak sebelumnya. Retak lentur pada umumnyaterjadi setelah dibebani di atas 90% dari bebanteoritis (Tabel 2) atau sekitar 78% dari bebanruntuh. Secara umum dapat dilihat bahwapeningkatan panjang retak berkurang denganbertambahnya beban yang diberikan, sedangkanlebar retak akan bertambah seiring denganbertambahnya beban. Retak yang terjadi pada

umumnya merupakan retak lentur. Pada saatbeban mendekati beban runtuh retak lentursemakin melebar pada retak awal dan terdapatpula retak-retak baru.

Tabel 2.Perbandingan beban antara teori danekperimen

Kode


9/14

Balok(cm)Bentang(cm)Bebanteoritis, Pt(Kg)Bebanretak awal,P ex. (Kg)Bebanruntuh,

Pr (Kg)P ex./Pt.(%)P ex./Pr(%)1 2 3 4 5 6 7B1 180 3345.130 1884.940 4001.50 56.35 47.11B2 180 3345.130 3493.925 4001.50 104.45 87.31B3 180 3350.102 3116.940 4001.50 93.04 77.89B4 180 3339.782 3242.600 3800.44 97.09 85.32B5 180 3350.102 3619.590 3900.97 108.04 92.79

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas KristenPetra

http://puslit.petra.ac.id/journals/civil/


10/14


Retak Lentur Awal

Pada awal pembebanan hingga beban yangdiperkirakan terjadi retak, balok bebas dariretak. Tetapi pada beberapa benda uji terdapatretak rambut pada sepertiga pembebanan. Halini kemungkinan disebabkan oleh penempatanbenda uji pada kedua tumpuan yang tidak

simetris. Retak pertama yang terjadi merupakanretak lentur yang pada umumnyaditemukan pada daerah mendekati tumpuan rolatau terletak di antara koordinat (146, 0)sampai dengan koordinat (150, 0). Lebar retaklentur awal yang teramati sekitar 0.01 sampai

0.05 mm. Pada beberapa balok selain retakyang terjadi pada daerah mendekati tumpuanrol, juga terjadi retak awal pada titik bebanmendekati tumpuan sendi atau di sekitarkoordinat (50,0). Hal ini sangat mungkin terjadikarena pada daerah sendi terjadi pengekangan.

Retak-retak awal yang terjadi di sekitar daerahsendi juga merupakan retak lentur. Retak iniditandai oleh arah retak yang tegak lurussumbu balok. Nilai rata-rata dari perbandinganantara momen retak awal perhitungan teoritisdan eksperimen sebesar 115.26%, menunjukkanadanya kecocokan antara perhitungan teoritisdengan ekperimen. Simpangan standar sebesar35.31% menunjukkan bahwa kualitas tulangankurang seragam. Perbandingan antara momenretak awal teoritis dan eksperimen dapat dilihatpada Tabel 3.Tabel 3.

Perbandingan antara teori daneksperimen

Kode Balok(cm)Bentang(cm)MomenPerhit. Mr(KN.m)Momen retakawal, M exp.(KN.m)Mr/M exp.

(%)1 2 3 4 5B1 180 669.025 376.988 1.775B2 180 669.025 698.785 0.957B3 180 670.020 623.388 1.075B4 180 667.957 648.520 1.030B5 180 670.020 723.918 0.026Rata-rata 115.26 %Simpangan standar 35.31%


11/14

Penyebaran Pola Retak

Pola retak yang terjadi pada badan balok dapatdibagi menjadi dua daerah. Daerah beton yangmengalami tekan dan daerah beton yagmengalami tarik. Sesuai dengan perencanaanpada penelitian ini yaitu balok direncanakanbertulangan liat (underreinforced), maka daerahtarik mengalami keruntuhan terlebih dahulu.Retak lentur awal yang terjadi memang selaluberada pada daerah tarik selanjutnya retak

menyebar sedikit demi sedikit kedaerah tekan.Retak yang terjadi di daerah tekan tersebuttidak terlalu banyak dan lebar retaknya sangat

kecil. Retak yang terjadi pada daerah tekanmasih merupakan retak lentur. Secara umumretak awal terjadi di bawah titik beban. Setelahbeban mencapai diatas 90 % dari beban teoritisatau sekitar 78 % dari beban runtuh retakmulai terjadi ditengah bentang, ini dapat dilihatdari nomor urut retak yang terdapat padaGambar 7 sampai dengan Gambar 11. Darikeseluruhan retak yang terjadi pada benda uji

tidak ada retak di daerah tulangan geser. Halini sesuai dengan perencanaan balok yangdirencanakan kuat terhadap geser.

Gambar 7. Pola Retak Balok Beton B1





Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas KristenPetrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/civil/


12/14


KESIMPULAN

1.Keruntuhan yang terjadi pada benda ujibalok beton pada penelitian ini diawalidengan retaknya beton. Retak yang selaluterjadi pada awal proses keruntuhan adalah

retak lentur ditandai dengan pola retak yangtegak lurus. Secara umum retak tersebutterjadi pada saat beban mencapai di atas90% dari beban teoritis atau sekitar 78% daribeban runtuh. Retak awal biasanya terjadipada daerah pembebanan di sekitartumpuan rol, kemudian retak terjadi didaerah tengah bentang selanjutnya didaerah sekitar sendi, atau sebaliknya.2. Dari hasil perbandingan antara teori denganeksperimen menunjukkan bahwa bambumemiliki peluang untuk digunakan sebagaitulangan balok beton, khususnya untuk

struktur sederhana.DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim,Penyelidikan Bambu UntukTulangan Beton, Direktorat PenyelidikanMasalah Bangunan, Departemen PekerjaanUmum, Bandung 19842. Surjokusumo, S. dan Nugroho, N.,StudiPenggunaan bambu Sebagai BahanTulangan Beton, Laporan Penelitian,Fakultas Kehutanan IPB. Bogor 1993.

3. Janssen, J.J.A., The Mechanical Properties ofBamboo: 250-256. In Rao, A.N., Dhanarajan,and Sastry, C.B., Recent Research onBamboos, The Chinese Academy of Forest,Peoples Republic of China, and IDRC,Canada 1987.4. Prawirohatmodjo, S., Comparative Strengthof Green and Air-dry Bamboo: 218-222. InRao I.V.R., Gnanaharan, R. & Shastry, C.B.,Bamboos Current Research, The KeralaForest Research Institute-India, and IDRCCanada 1990.5. Ghavani, K., Aplication of Bamboo as a low-

cost Construction Material: 270-279. In Rao,I.V.R., Gnanaharan, R. & Shastry, C.B.,Bamboos Current Research, The KeralaForest Research Institute-India, and IDRCCanada 1990.6. Morisco, Rekaya Bambu, Nafiri, Yogyakarta1999.7. Anonim,Precast Concrete Element withBamboo Reinforcement, Technical Report No.


13/14

6.646, May 1964, U.S. Army EngineerWaterways Experiment Station, Missisipi1964.8.Krisnamurthy, D., Building with Bamboo ASolution for Housing Rural Poor: 258-269. InRao, I.V.R., Gnanaharan, R. & Shastry, C.B.,Bamboos Current Research, The KeralaForest Research Institute-India, and IDRCCanada 1990.9.

Lopez, O.H., Manual de Construccion ConBambu, Universidad Nacional de Colombia,Bogota, Colombia 1996.10. Anonim,Tata Cara Perhitungan StrukturBeton Untuk Bangunan Gedung (SK SNI T15-1991-03), Yayasan LPMB, DepartemenPekerjaan Umum, Bandung 1991.11. Istimawan, D.,Struktur Beton Bertulang,PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta 1994.Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas KristenPetra

http://puslit.petra.ac.id/journals/civil/


14/14

tulangan balok beton

Documents