Gambar 5.29 Perbandingan nilai beban 1P cr tiap balok

Transkripsi

1 Beban, kn Perbandingan Nilai Beban Saat 1Pcr Rasio Aluminium ρ, % Gambar 5.29 Perbandingan nilai beban 1P cr tiap balok 2. Pengujian saat kondisi beban 2P cr Pengujian beban 2P cr tiap balok menghasilkan nilai beban seperti yang terlihat pada Gambar Balok B0 ( ρ al = 0 % ) dan balok B1( ρ al = 0,34 % ) sudah gagal terlebih dahulu sebelum mencapai beban 2P cr. Balok B0 ( ρ al = 0 % ) gagal saat melampaui beban 1P cr C1L, hal ini dikarenakan beton dan mortar pada balok B0 sudah tidak mampu lagi menahan beban setelah first crack (P cr0 ) terjadi, hal ini ditandai juga dengan terbelahnya balok menjadi 2 bagian. Balok B1 dengan rasio aluminium 0,34 % mengalami kegagalan saat mencapai beban maksimum setelah siklus pembeban 1P cr. Hal ini dikarenakan beton, mortar, dan aluminium pada balok B1 sudah tidak mampu lagi menahan beban setelah melampaui beban maksimumnya. Balok B2 dengan rasio aluminium 0,68 % menghasilkan beban sebesar 20,02 kn atau 2,05 kali beban P cr0. Balok B3 dengan rasio aluminium 1,02 % menghasilkan beban sebesar 20,03 kn atau 2,05 kali beban P cr0, sedangkan balok B4 dengan rasio aluminium 1,36 % menghasilkan beban sebesar 20,63 kn atau 2,12 kali beban P cr0.

2 Beban (kn) Pcr0=39.00kN 3Pcr0=29.25kN 2Pcr0=19.50kN 1Pcr0=9.75kN Lendutan (mm) Response Pcr 2Pcr 3Pcr 4Pcr Pmaks teoritis Gambar 5.27 Grafik perbandingan kapasitas lentur hasil eksperimen dengan hasil analisis balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) Member Crack Diagram Gambar 5.28 Pola retak hasil analisis program Response-2000 B4 ( ρ al = 1,36 % ) G. Perbandingan Beban Balok Uji 1. Pengujian saat kondisi beban first crack (1P cr ) Pengujian beban first crack tiap balok menghasilkan nilai beban yang berbeda-beda seperti yang terlihat pada Gambar Balok B0 (P cr0 ) dengan rasio aluminium 0 % menghasilkan beban sebesar 9,75 kn. Balok B1 dengan rasio aluminium 0,34 % menghasilkan beban sebesar 9,77 kn atau 1,002 kali beban P cr0. Balok B2 dengan rasio aluminium 0,68 % menghasilkan beban sebesar 9,85 kn atau 1,01 kali beban Pcr 0. Balok B3 dengan rasio aluminium 1,02 % menghasilkan beban sebesar 10,08 kn atau 1,03 kali beban P cr0, sedangkan balok B4 dengan rasio aluminium 1,36 % menghasilkan beban sebesar 10,45 kn atau 1,07 kali beban P cr0.

3 59 126,58 Gambar 5.26 Hasil analisis program Response-2000 balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) Perbandingan hasil pengujian balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) dengan analisis dapat disajikan pada Gambar Pada Gambar ini Pmaks hasil analisis teoritis sebesar 49,71 knm dan hasil dari program response-2000 sebesar 49,87 knm atau sebanding dengan 0,99 kali Pmaks hasil pengujian balok B2 ( ρ al = 0,68 % ). Hal ini menunjukan bahwa Pmaks hasil analisis teoritis dan response-2000 menghasilkan nilai yang mendekati sama dan nilainya tidak terlalu jauh dari hasil pengujian. Pola retak hasil Response-2000 balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) dapat dilihat pada Gambar 5.28, sedangkan hasil pengujian retak terjadi pada daerah dekat tengah bentang, dan tersebar sepanjang balok. Detail pola retak tiap siklus hasil pengujian dapat dilihat Lampiran 11.

4 58 mencapai beban maksimumnya sebesar 50,4 kn seperti yang terlihat pada Gambar Pada tahap balok mencapai beban maksimumnya, lebar retak sudah tidak diukur lagi. Gambar 5.24 Lebar first crack pada beban 1Pcr 3 C1L balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) Pata Gambar 5.25 pola retak saat beban maksimum balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) 2. Hasil analisis balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) Pada penelitian ini salah satu metode yang digunakan untuk analisis balok-balok yang akan diuji yaitu dengan menggunakan hitungan analisis teoritis dan program Response Hasil selengkapnya dari analisis teoritis dan program Response-2000 dapat dilihat pada Lampiran 10. Karakteristik bahan yang digunakan pada analisis berdasarkan pada nilai rata-rata hasil pengujian kuat tekan silinder beton dan mortar serta uji kuat tarik aluminium. Berdasarkan Gambar 5.26 dapat disimpulkan hasil analisis Response balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) untuk moment maksimumnya sebesar 19.9 knm dan kurvatur sebesar 126,5 rad/km.

5 Beban (kn) 57 Pcr siklus Tabel 5.8 Data hasil pengujian balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) LOADING (L) Lendutan (mm) P (kn) LVDT 1 LVDT 2 Rerata ε Al 10^-6 Lebar Retak (mm) UNLOADING (U) Lendutan (mm) P (kn) LVDT 1 LVDT 2 Rerata ε Al 10^-6 Lebar Retak (mm) C Pcr C C C Pcr C C C Pcr C C C Pcr C C Pmaks Pcr0=39.00kN 3Pcr0=29.25kN 2Pcr0=19.50kN 1Pcr0=9.75kN Lendutan (mm) 1Pcr 2Pcr 3Pcr 4Pcr Pmaks Gambar 5.23 Hubungan beban dan lendutan hasil pengujian kuat lentur Pmaks balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) first crack (1P cr C1L) untuk balok B4 terjadi saat beban mencapai 10,45 kn, dengan nilai lendutannya sebesar 2,47 mm dan lebar retak yang teramati secara visual pada Gambar 5.24 sebesar 0,02 mm. Seiring dengan penambahan siklus loading dan unloading untuk beban 1P cr hingga 4P cr maka lebar retak terus bertambah lebar dan panjang. Pola kerusakan saat balok

6 Beban (kn) Pcr0=29.25kN 2Pcr0=19.50kN 10 1Pcr0=9.75kN Lendutan (mm) Response Pcr 2Pcr 3Pcr Pmaks teoritis Gambar 5.21 Grafik perbandingan kapasitas lentur hasil eksperimen dengan hasil analisis balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) Member Crack Diagram Gambar 5.22 Pola retak hasil analisis program Response-2000 B3 ( ρ al = 1,02 % ) F. Pengujian Lentur Balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) 1. Hasil pengujian kuat lentur balok B4 ( ρ al = 1,36 % ) Balok B4 merupakan balok yang memiliki empat batang aluminium pejal pada daerah tarik beton, dimana rasio aluminiumnya sebesar ( ρ al ) 1,36 %. Pada balok B4 diamati nilai lebar retak dan lendutan di tengah bentang saat beton mengalami retak untuk pertama kalinya dengan beban yang mendekati nilai fcr0 dan saat diberi beban tekan 3 kali siklus loading dan unloading 1P cr, 2P cr, 3P cr dan 4P cr, setelah itu pembebanan dilanjutkan dengan beban monotonik untuk mendapatkan nilai beban maksimum yang mampu dicapai balok seperti yang terlihat pada Tabel 5.8, Gambar 5.23, dan Lampiran 10.

7 55 185,336 Gambar 5.20 Hasil analisis program Response-2000 balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) Perbandingan hasil pengujian balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) dengan analisis dapat disajikan pada Gambar Pada Gambar ini Pmaks hasil analisis teoritis sebesar 38,53 knm dan hasil dari program response-2000 sebesar 38,86 knm atau sebanding dengan 0,99 kali Pmaks hasil pengujian balok B2 ( ρ al = 0,68 % ). Hal ini menunjukan bahwa Pmaks hasil analisis teoritis dan response-2000 menghasilkan nilai yang mendekati sama dan nilainya tidak terlalu jauh dari hasil pengujian. Pola retak hasil Response-2000 balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) dapat dilihat pada Gambar 5.22, sedangkan hasil pengujian retak terjadi pada daerah dekat tengah bentang. Detail pola retak tiap siklus hasil pengujian dapat dilihat Lampiran 11.

8 54 Gambar 5.18 Lebar first crack pada beban 1P cr3 C1L balok B3 (ρ al =1,02%) Patah tarik Gambar 5.19 Pola, lebar retak, dan kondisi aluminium saat melampaui beban maksimum balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) 2. Hasil analisis balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) Pada penelitian ini salah satu metode yang digunakan untuk analisis balok-balok yang akan diuji yaitu dengan menggunakan hitungan analisis teoritis dan program Response Hasil selengkapnya dari analisis teoritis dan program Response-2000 dapat dilihat pada Lampiran 9. Karakteristik bahan yang digunakan pada analisis berdasarkan pada nilai rata-rata hasil pengujian kuat tekan silinder beton dan mortar serta uji kuat tarik aluminium. Dari Gambar 5.20 dapat disimpulkan hasil analisis Response-2000 balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) untuk moment maksimumnya sebesar 15,5 knm dan kurvatur sebesar 185,3 rad/km.

9 Beban (kn) 53 Tabel 5.7 Data hasil pengujian balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) LOADING (L) Lendutan (mm) Pcr siklus P (kn) LVDT 1 LVDT 2 Rerata ε Al 10^-6 Lebar Retak (mm) UNLOADING (U) Lendutan (mm) P (kn) LVDT 1 LVDT 2 Rerata ε Al 10^-6 Lebar Retak (mm) C Pcr C C C Pcr C C C Pcr C C Pmaks first crack (1P cr C1L) untuk balok B3 terjadi saat beban mencapai 10,08 kn, dengan nilai lendutannya sebesar 2,28 mm dan lebar retak yang teramati secara visual pada Gambar 5.18 sebesar 0,02 mm. Seiring dengan penambahan siklus loading dan unloading untuk beban 1P cr hingga 3P cr maka lebar retak terus bertambah lebar dan panjang. Pola kerusakan saat balok mencapai beban maksimumnya sebesar 39,02 kn seperti yang terlihat pada Gambar pada tahap balok mencapai beban maksimumnya, lebar retak sudah tidak diukur lagi Pcr0=29.25kN Pcr0=19.50kN 1Pcr0=9.75kN Lendutan (mm) 1Pcr 2Pcr 3Pcr Pmaks Gambar 5.17 Hubungan beban dan lendutan hasil pengujian kuat lentur Pmaks balok B3 ( ρ al = 1,02 % )

10 Beban, kn Pcr0=19.50kN 10 1Pcr0=9.75kN Lendutan, mm Response Pcr 2Pcr Pmaks teoritis Gambar 5.15 Grafik perbandingan kapasitas lentur hasil eksperimen dengan hasil analisis balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) Member Crack Diagram Gambar 5.16 Pola retak hasil analisis program Response-2000 B2 ( ρ al = 0,68 % ) E. Pengujian Lentur Balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) 1. Hasil pengujian kuat lentur balok B3 ( ρ al = 1,02 % ) Balok B3 merupakan balok yang memiliki tiga batang aluminium pejal pada daerah tarik beton, dimana rasio aluminiumnya sebesar ( ρ al ) 1,02 %. Pada balok B3 ini diamati nilai lebar retak dan lendutan di tengah bentang saat beton mengalami retak untuk pertama kalinya dengan beban yang mendekati nilai f cr0 dan saat diberi beban tekan 3 kali siklus loading dan unloading 1P cr, 2P cr dan 3P cr. Setelah itu pembebanan dilanjutkan dengan beban monotonik untuk mendapatkan nilai beban maksimum yang mampu dicapai balok seperti yang terlihat pada Tabel 5.7, Gambar 5.17, dan Lampiran 9.

11 51 hasil pengujian balok B2 ( ρ al = 0,68 % ). Hal ini menunjukan bahwa Pmaks hasil analisis teoritis dan response-2000 menghasilkan nilai yang mendekati sama akan tetapi nilainya tidak lebih tinggi dari hasil pengujian, sedangkan pola retak hasil Response-2000 balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) dapat dilihat pada Gambar 5.16, sedangkan hasil pengujian retak terjadi pada daerah dekat tengah bentang. Detail pola retak tiap siklus hasil pengujian dapat dilihat Lampiran ,682 Gambar 5.14 Hasil analisis program Response-2000 balok B2 ( ρ al = 0,68 % )

12 50 Gambar pada tahap balok mencapai beban maksimumnya, lebar retak sudah tidak diukur lagi. Gambar 5.12 Lebar first crack balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) Patah tarik Gambar 5.13 Pola dan lebar retak saat beban maksimum balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) 2. Hasil analisis balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) Pada penelitian ini salah satu metode yang digunakan untuk analisis balok-balok yang akan diuji yaitu dengan menggunakan hitungan analisis teoritis dan program Response Hasil selengkapnya dari analisis teoritis dan program Response-2000 dapat dilihat pada Lampiran 8. Karakteristik bahan yang digunakan pada analisis berdasarkan pada nilai rata-rata hasil pengujian kuat tekan silinder beton dan mortar serta uji kuat tarik aluminium. Berdasarkan Gambar 5.14 dapat disimpulkan hasil analisis Response balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) untuk moment maksimumnya sebesar 10,9 knm dan kurvatur sebesar 246,2 rad/km. Perbandingan hasil pengujian balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) dengan analisis teoritis dan response-2000 dapat disajikan pada Gambar Pada Gambar ini Pmaks hasil analisis teoritis sebesar 27,30 knm dan hasil dari program response-2000 sebesar 27,29 knm atau sebanding dengan 0,95 kali Pmaks

13 Beban, kn 49 saat beton mengalami retak untuk pertama kalinya dengan beban yang mendekati nilai f cr0 dan saat diberi beban tekan 3 kali siklus loading dan unloading 1P cr dan 2P cr. Setelah itu pembebanan dilanjutkan dengan beban monotonik untuk mendapatkan nilai beban maksimum yang mampu dicapai balok seperti yang terlihat pada Tabel 5.6, Gambar 5.11, dan Lampiran 9. Pcr Tabel 5.6 Data hasil pengujian balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) LOADING (L) siklus Lendutan (mm) P (kn) LVDT 1 LVDT 2 Rerata ε Al 10^-6 Lebar Retak (mm) UNLOADING (U) Lendutan (mm) P (kn) LVDT 1 LVDT 2 Rerata ε Al 10^-6 Lebar Retak (mm) C Pcr C C C Pcr C C Pmaks Pcr0=19.50kN 1Pcr0=9.75kN Lendutan, mm 1Pcr 2Pcr Pmaks Gambar 5.11 Hubungan beban dan lendutan hasil pengujian kuat lentur Pmaks balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) first crack (1P cr C1L) untuk balok B2 terjadi saat beban mencapai 9,85 kn, dengan nilai lendutannya sebesar 1,35 mm dan lebar retak yang teramati secara visual pada Gambar 5.12 sebesar 0,04 mm. Seiring dengan penambahan siklus loading dan unloading untuk beban 1P cr hingga 2P cr maka lebar retak terus bertambah lebar dan panjang. Pola kerusakan saat balok mencapai beban maksimumnya sebesar 28,72 kn seperti yang terlihat pada

14 Beban (kn) 48 14,12 knm atau sebanding dengan 0,88 kali Pmaks hasil pengujian. Hal ini menunjukan bahwa Pmaks hasil pengujian lebih tinggi nilainya dari hasil analisis. Pola retak hasil analisis Response-2000 balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) dapat dilihat pada Gambar 5.10, sedangkan hasil pengujian di laboratorium retak hanya terjadi pada daerah dekat tengah bentang seperti yang terlihat pada Gambar 5.7. Detail pola retak tiap siklus hasil pengujian dapat dilihat Lampiran Pcr0=9.75kN Lendutan (mm) Response Pcr Pmaks teoritis Gambar 5.9 Grafik perbandingan kapasitas lentur hasil eksperimen dengan hasil analisis balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) Member Crack Diagram Gambar 5.10 Pola retak hasil analisis program Response-2000 B1 ( ρ al = 0,34 % ) D. Pengujian Lentur Balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) 1. Hasil pengujian kuat lentur balok B2 ( ρ al = 0,68 % ) Balok B2 merupakan balok yang memiliki dua batang aluminium pejal pada daerah tarik beton, dimana rasio aluminiumnya sebesar ( ρ al ) 0,68%. Pada balok B2 ini diamati nilai lebar retak dan lendutan di tengah bentang

15 47 hasil pengujian kuat tekan silinder beton dan mortar serta uji kuat tarik aluminium. Berdasarkan Gambar 5.8 dapat disimpulkan hasil analisis Response-2000 balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) untuk moment maksimumnya sebesar 5,9 knm dan kurvatur sebesar 22,77 rad/km. 22,77 Gambar 5.8 Hasil analisis program Response-2000 balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) Perbandingan hasil pengujian balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) dengan analisis teoritis dan response-2000 dapat disajikan pada Gambar 5.9. Pada Gambar ini Pmaks hasil analisis teoritis sebesar 14,04 knm atau sebanding dengan 0,88 kali Pmaks hasil pengujian dan hasil dari program response-2000 sebesar

16 46 first crack (1P cr C1L) untuk balok B1 terjadi saat beban mencapai 9,77 kn, dengan nilai lendutannya sebesar 1,12 mm dan lebar retak yang teramati secara visual pada Gambar 5.6 sebesar 0,08 mm. Seiring dengan penambahan beban siklus loading dan unloading, lebar retak terus bertambah lebar dan panjang. Pola kerusakan saat balok mencapai beban maksimumnya sebesar 16,01 kn dapat dilihat pada Gambar 5.7. Pada tahap balok mencapai beban maksimumnya, lebar retak sudah tidak diukur lagi. Gambar 5.6 Lebar first crack balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) Gambar 5.7 pola retak kondisi saat beban maksimum balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) 2. Hasil analisis balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) Pada penelitian ini salah satu metode yang digunakan untuk analisis balok-balok yang akan diuji yaitu dengan menggunakan hitungan analisis teoritis dan program Response Hasil selengkapnya dari analisis teoritis dan program Response-2000 dapat dilihat pada Lampiran 7. Karakteristik bahan yang digunakan pada analisis ialah berdasarkan pada nilai rata-rata

17 Beban (kn) 45 C. Pengujian Lentur Balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) 1. Hasil pengujian kuat lentur balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) Balok B1 merupakan balok yang memiliki satu batang aluminium pejal pada daerah tarik beton, dimana rasio aluminiumnya sebesar ( ρ al ) 0,34%. Pada balok B1 ini diamati nilai lebar retak dan lendutan di tengah bentang saat beton mengalami retak untuk pertama kalinya dengan beban yang mendekati nilai f cr0 dan saat balok diberi beban lentur 3 kali siklus loading dan unloading untuk pembebanan 1P cr, setelah itu pembebanan dilanjutkan dengan beban monotonik untuk mendapatkan nilai beban maksimum yang mampu dicapai balok seperti yang terlihat pada Tabel 5.5, Gambar 5.5, dan Lampiran 7. Pcr siklus P (kn) Tabel 5.5 Data hasil pengujian balok B1 ( ρ al = 0,34 % ) LOADING (L) UNLOADING (U) Lendutan (mm) Lebar ε Al Lendutan (mm) Retak P (kn) LVDT 1 LVDT 2 Rerata 10^-6 (mm) LVDT 1 LVDT 2 Rerata ε Al 10^-6 Lebar Retak (mm) C Pcr C C Pmaks Pcr0=9.75kN Lendutan (mm) 1Pcr Pmaks Gambar 5.5 Hubungan beban dan lendutan hasil pengujian kuat lentur balok B1 ( ρ al = 0,34 % )

18 Beban (kn) 44 2,057 Gambar 5.3 Hasil analisis program Response-2000 balok B0 ( ρ al = 0 % ) Pcr0=9.75kN Lendutan (mm) Eksperimen Response 2000 teoritis Gambar 5.4 Grafik perbandingan kapasitas lentur hasil eksperimen dengan hasil analisis balok B0 ( ρ al = 0% )

19 43 B0 1 9,75 1,6 1 (0,1 0,3 24) (0,05 0,3 22) 1, ,3 0,15 6 ζ B0 = 3653 kn/m 2 = 3,65 MPa Berdasarkan perhitungan diatas kapasitas tegangan lentur maksimum balok B0 hasil pengujian ialah 3,65 MPa. 2. Hasil analisis balok B0 Pada penelitian ini salah satu metode yang digunakan untuk analisis untuk balok-balok yang akan diuji yaitu dengan menggunakan analisis teoritis dan program Response Hasil selengkapnya dari analisis menggunakan program Response-2000 dapat dilihat pada Lampiran 6. Dari Gambar 5.3 diatas dapat disimpulkan hasil analisis Response-2000 balok B0 ( ρ al = 0% ) untuk moment maksimumnya sebesar 4 knm dan kurvatur sebesar 2,057 rad/km, dan didapatkan hasil tegangan retak teoritisnya dengan menggunakan rumus pendekatan untuk beton normal berdasarkan SNI ialah, fcr = 0,7 f ' c = 0,7 x 28,1 = 3,71 MPa Berdasarkan perhitungan diatas, kapasitas tegangan lentur hasil pengujian laboratorium balok B0 menghasilkan nilai lebih besar 1,02 kali yaitu sebesar 3,77 MPa terhadap tegangan teoritis saat first crack balok B0. Perbandingan hasil pengujian kapasitas beban lentur maksimum Balok B0 ( ρ al = 0% ) dengan hasil analisis dapat disajikan pada Gambar 5.4. Pada Gambar ini Pmaks hasil analisis teoritis didapatkan 10,44 atau sebanding dengan 1,07 kali Pmaks hasil pengujian, sedangkan program response-2000 sebesar 10 knm atau sebanding dengan 1,02 kali Pmaks hasil pengujian. Hal ini menunjukan bahwa hasil analisis menghasilkan nilai yang lebih besar dari pada hasil pengujian, dikarenakan elevasi mortar pada benda uji elevasinya tidak rata 50 mm seperti yang terlihat pada gambar 5.2. Detail pola retak tiap siklus hasil pengujian dapat dilihat Lampiran 13. 2

20 Beban (kn) Pcr0=9.75kN Lendutan (mm) Eksperimen Gambar 5.1 Hubungan beban dan lendutan hasil pengujian kuat lentur balok B0 ( ρ al = 0 % ) Gambar 5.1 menunjukan bahwa balok B0 ( ρ al = 0 % ) merupakan struktur yang getas. Hal ini ditandai saat balok mencapai beban loading P cr0 sebesar 9,75 kn, beton dan mortar sudah tidak mampu lagi menahan beban dan balok terbelah menjadi 2 pada tengah bentang (di bawah beban) seperti yang terlihat pada Gambar 5.2. Gambar 5.2 Kerusakan yang terjadi pada tengah bentang hasil pengujian kuat lentur balok B0 ( ρ al = 0 % ) Tegangan lentur hasil pengujian balok B0, 1 1 M P 4 cr L ql Z bh 6 2

21 41 Tabel 5.3 Hasil pengujian kuat tarik alumunium pejal ϕ 13 mm No Teg. Luluh ( σ Y ) Teg. Max ( σ U ) Regangan maks (Mpa) (Mpa) (ε) (mm/mm) rata Sifat-sifat bahan dari hasil pengujian kuat tarik alumunium pejal ϕ 13 mm akan dijadikan sebagai dasar pemodelan hubungan tegangan-regangan aluminium yang akan digunakan untuk analisis program Response Dari hasil pengujian kuat tarik alumunium pejal ϕ 13 mm diketahui tagangan leleh rata-rata 306,24 MPa, tegangan ultimit rata-rata 352,01 MPa, regangan leleh 0,0064, regangan ultimit 0,14, regangan rupture 0,17. Untuk nilai modulus elastisitas hasil pengujian yang digunakan untuk analisis program Response adalah MPa lebih rendah dari pada modulus elastis baja tulangan konvensional. Hasil pengujian alumunium, diagram tegangan regangan, dan permodelan aluminium pada Response-2000 dapat dilihat pada Lampiran Hasil pengujian kuat lentur balok B0 B. Pengujian Lentur Balok B0 Balok B0 merupakan balok tanpa tulangan aluminium ( ρ al = 0 % ). Pada balok B0 ini diamati nilai beban loading dan lendutan di tengah bentang saat beton mengalami retak untuk pertama kalinya (P cr0 ) serta seberapa besar lebar retaknya. Tabel 5.4 Data hasil pengujian balok B0 ( ρ al = 0 % ) Loading No Pcr LVDT (mm) Lebar Retak siklus P (kn) Rerata (mm) 1 I Hasil pengujian pada Tabel 5.4 dan Lampiran 6 didapatkan nilai beban retak pertama untuk balok B0 (P cr0 ) adalah sebesar 9,75 kn, dan lebar retak yang sempat teramati sebesar 0,4 mm.

22 40 2. Pengujian Kuat Tekan Beton Pengujian kuat tekan beton dengan benda uji berbentuk silinder dilakukan di Laboratorium Struktur Universitas Gadjah Mada setelah benda uji mencapai umur minimal 28 hari. Pada pengujian kuat tekan beton dilakukan pengukuran regangan sebanyak 3 silinder, yaitu SB1, SB2, dan SB3 yang masing-masing mewakili 3 tahap proses pengecoran, sedangkan silinder sisanya yaitu SB4, SB5 dan SB6 hanya dilakukan pembacaan beban maksimumnya saja. Nilai kuat tekan beton diambil nilai rata-rata dari ke 6 pengujian tersebut. Hasil pengujian kuat tekan mortar disajikan pada Tabel 5.2 dan nilai modulus elastisitas mortar adalah sebesar MPa, serta diagram tegangan - regangan silinder beton dapat dilihat pada Lampiran 4. Tabel 5.2 Hasil pengujian kuat tekan silinder beton No. Benda Uji Silinder Tegangan (MPa) 1 Silinder Beton 1 (SB1) Silinder Beton 2 (SB2) Silinder Beton 3 (SB3) Silinder Beton 4 (SB4) Silinder Beton 5 (SB5) Silinder Beton 6 (SB6) Rata-Rata Dari hasil pengujian terhadap 6 benda uji silinder diperoleh nilai kuat tekan rata-rata beton sebesar 28,07 MPa yang akan digunakan sebagai dasar pemodelan hubungan tegangan-regangan mortar untuk analisis program Response Pengujian Kuat Tarik Aluminium ϕ 13 mm Pengujian kuat tarik aluminium meliputi pengujian alumunium pejal ϕ 13 mm. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan D3 Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada. Pengujian kuat tarik alumunium pejal ϕ 13 mm dilakukan sebanyak 3 buah tulangan, dimana nilai kuat tarik alumunium pejal diambil nilai rata-rata dari ke 3 pengujian tersebut. untuk lebih jelasnya perhatikan Tabel 5.3.

23 BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN MASALAH A. Pengujian Kuat Tekan Silinder dan Kuat Tarik Aluminium Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian kuat tekan mortar, kuat tekan beton, dan kuat tarik aluminium ϕ 13 mm. Masing-masing pengujian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat dari material penyusun benda uji balok. 1. Pengujian Kuat Tekan Mortar Pengujian kuat tekan mortar dengan benda uji berbentuk silinder dilakukan di Laboratorium Struktur Universitas Gadjah Mada setelah benda uji mencapai umur minimal 28 hari. 3 silinder mortar yaitu SM1, SM2, dan SM3 dilakukan pembacaan regangan, sedangkan silinder sisanya yaitu SM4 dan SM5 hanya dilakukan pembacaan beban maksimumnya saja. Nilai kuat tekan mortar diambil nilai rata-rata dari ke 5 silinder yang diuji. Hasil pengujian kuat tekan mortar disajikan pada Tabel 5.1 dan nilai modulus elastisitas mortar adalah sebesar 29432,304 MPa, serta diagram tegangan - regangan mozrtar dapat dilihat pada Lampiran 3. Tabel 5.1 Hasil pengujian kuat tekan silinder mortar No. Benda Uji Silinder Tegangan (MPa) 1 Silinder Mortar 1 (SM1) Silinder Mortar 2 (SM2) Silinder Mortar 3 (SM3) Silinder Mortar 4 (SM4) Silinder Mortar 5 (SM5) Rata-Rata Dari hasil pengujian terhadap 5 benda uji silinder diatas diperoleh nilai kuat tekan rata-rata mortar sebesar 39,22 MPa yang akan digunakan sebagai dasar pemodelan hubungan tegangan-regangan mortar untuk analisis program Response

24 38 a. Data nilai beban b. Data lendutan c. Data regangan aluminium 3. Tahap analisis a. Analisis Program Response-2000 Propertis material yang digunakan pada analisis Response-2000 berasal dari hasil pengujian kuat tekan beton, kuat tekan mortar, dan kuat tarik aluminium. Hasil analisis dari program ini digunakan sebagi acuan untuk mengetahui kekuatan saat terjadinya retak pertama pada balok B0, dan kekuatan maksimum yang dapat dicapai masing-masing balok. b. Analisis Data Hasil Pengujian Analisis perilaku lentur terhadap data hasil pengujian 3 siklus loading dan unloading untuk tiap beban tekan Pcr balok B0, B1, B2, B3, dan B4 dianggap sebagai nilai eksak di mana hasilnya akan dibandingkan dengan analisis teroritis dan analisis program Response-2000.

25 37 pengukuran regangan dari strain gauge aluminium dan channel 2 serta channel 3 digunakan untuk mencatat dan merekam pengukuran lendutan dari LVDT. Gambar 4.28 Pengujian balok sebelum pembebanan Pemberian beban dilakukan dengan 3 siklus loading dan unloading beban lentur tiap kelipatan nilai beban retak pertama (Pcr 0 ) balok B0, kemudian dari tiap siklus tersebut dilakukan pembacaan lebar retak. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan seberapa besar kekuatan lentur tiap balok dan berapa lebar retak yang masih memenuhi ijin. Pembebanan loading dan unloading dihentikan saat lebar retak balok yang diukur nilainya sudah lebih dari yang diijinkan, kemudian dilanjutkan pemebebanan monotonik sampai dicapai beban maksimum yang mampu dihasilkan balok. 2. Pengumpulan data Data yang diperoleh dari hasil pengujian dicatat dan dikumpulkan sebagai bahan untuk analisis yang berkaitan dengan tujuan penelitian yang dilakukan. Data yang diperoleh dari hasil pengujian pendahuluan adalah: a. Data kuat tekan mortar b. Data kuat tekan beton c. Data kuat tarik aluminium ϕ 13 mm Data yang diperoleh dari hasil pengujian balok B0, B1, B2, B3, dan B4 adalah:

26 36 2. Pengujian kuat tarik aluminium diameter 13 mm Pengujian dilakukan untuk mengetahui nilai kuat tarik aluminium pejal. Pengujian kuat tarik aluminium dilakukan sebanyak 3 buah batang aluminium pejal dengan panjang 50 cm. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.27 Pengujian kuat tarik aluminium F. Pengujian Balok Uji 1. Pengujian kuat lentur balok Pengujian kuat lentur balok beton aluminium masing-masing dilakukan terhadap lima balok dengan rasio aluminium 0% (B0), 0,34% (B1), 0,68% (B2), 1,02% (B3), 1,36% (B4). Pengujian balok dilakukan setelah mortar dan beton mencapai umur minimal 28 hari. Pada benda uji dilakukan pengecatan dan pembuatan gridline ukuran 5 x 5 cm yang bertujuan untuk memudahkan pengambaran pola retak. Setup pengujian pada Gambar 4.28 menggunakan pembebanan lentur 1 titik pada jarak 800 mm dari tumpuan. Sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu dipasang 2 buah LVDT pada tengah bentang bagian atas, selanjutnya kabel-kabel LVDT disambungkan ke data logger untuk membaca regangan aluminium dan lendutan pada benda uji balok. Pada data logger digunakan 4 channel untuk mencatat dan merekam data dari instrumentasi yang dipasang. Channel 0 digunakan untuk mencatat dan merekam data beban dari load cell, channel 1 digunakan untuk mencatat dan merekam

27 35 Perawatan benda uji silinder dilakukan dengan cara perendaman di dalam air. Proses perawatan dapat dilihat dalam Gambar a. Perawatan balok b. Perawatan silinder Gambar 4.25 Perawatan benda uji E. Pengujian Kuat Tekan Silinder dan Kuat Tarik Aluminium 1. Pengujian kuat tekan silinder mortar dan beton Pengujian dilakukan untuk mengetahui nilai kuat tekan mortar dan beton yang akan digunakan pada pengecoran. Pengujian kuat tekan mortar dan beton dilakukan sebanyak 2 buah silinder mortar dan beton dari tiap pengecoran yang nantinya hasil kuat tekan mortar dari ke semua silinder ini diambil nilai rata-ratanya. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.26 Pengujian kuat tekan silinder

28 34 pada balok B2, pengecoran kedua dilakukan pada balok B1 dan B4, serta pengecoran ketiga dilakukan pada balok B3 dan B5. a. Pengadukan mortar b. Penuangan mortar c. Pengadukan beton d. Slump Test beton e. Penuangan beton f. Pembuatan silinder Gambar 4.24 Rangkaian proses pengecoran 5) Perawatan Pada penelitian ini perawatan benda uji balok komposit dilakukan dengan cara menutup permukaan beton menggunakan karung goni yang telah dibasahi dengan air.

29 33 Tahapan pengadukan dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap pengadukan mortar dan pengadukan beton. Pengadukan mortar dilakukan dengan cara semen dan pasir dimasukkan terlebih dahulu kedalam peti pengaduk dan diaduk secara merata, setelah itu masukkan campuran viscocrete dan air secara perlahan-lahan dan diaduk sampai mortar menjadi kompak. Pengadukan beton dilakukan dengan cara pasir dan kerikil dimasukan terlebih dahulu ke molen setelah pasir dan kerikil menyatu masukkan semen dan air secara perlahan sampai material sudah tercampur merata. Kemudia dilakukan pengujian nilai slump pada adukan beton, hal ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kemudahan pengerjaan sebelum adukan dituang ke dalam cetakan. Selanjutnya adalah pengecoran benda uji yang dilakukan dengan cara adukan mortar terlebih dahulu dituang ke dalam bekisting balok sampai dengan ketinggian 50 mm. Kemudian dilanjutkan dengan penuangan adukan beton diatas mortar sampai dengan ketinggian 100 mm, dan beton ditusuk-tusuk dengan tongkat baja agar beton memadat. Penuangan adukan mortar dan beton dilakukan dari dasar bekisting balok secara perlahan-lahan dimulai dari ujung bekisting. Rangkaian proses pegecoran mortar dan beton dapat dilihat pada Gambar Proses pengecoran ini tidak menggunakan alat vibrator untuk meratakan mortar karena viscocrete disini berfungsi untuk mengalirkan mortar. Proses terakhir adalah pekerjaan meratakan permukaan mortar menggunakan cetok. Tahap pembuatan benda uji dilakukan sebanyak 3 kali proses pengecoran mortar dan beton. Hal ini dikarenakan kapasitas dari peti pengaduk mortar dan molen pengaduk beton. Pengecoran mortar dan beton yang pertama dilakukan

30 32 4) Pengecoran Mortar dan Beton Tahapan yang dilakukan dalam pelaksanaan pengecoran benda uji ialah dilakukannya perhitungan mix design mortar dan beton, kemudian dilajutkan proses pengadukan mortar dan beton, serta yang terakhir dilakukanlah proses pengecoran mortar dan beton pada bekisting. Komposisi bahan telah dihitung dan dilakukan penimbangan sebelumnya berdasarkan kebutuhan volume campuran adukan mortar dan beton. Kebutuhan volume campuran (mix design) adukan mortar dan beton per balok disajikan pada Tabel 4.3, sedangkan komposisi bahan campuran adukan beton per m 3 disajikan pada Tabel 4.4 dan Tabel 4.5 serta detail dari perhitungan mix design ada pada Lampiran 1 dan Lampiran 2. Tabel 4.3 Kebutuhan volume campuran adukan mortar dan beton per satu balok Benda Uji (m 3 ) Jumlah (buah) Volume Mortar (m 3 ) Volume Balok (m 3 ) Balok Komposit Silinder Total (m 3 ) + 10% Tabel 4.4 Komposisi Bahan Campuran Adukan Mortar Volume (m 3 ) Berat Total (kg) Air (liter) Semen (kg) Pasir (kg) Viscocrete (kg) Tabel 4.5 Komposisi Bahan Campuran Adukan Beton Volume Berat Total Air Semen Pasir Kerikil (m 3 ) (kg) (liter) (kg) (kg) (kg)

31 31 b. Benda uji balok beton bertulang Benda uji ini terdiri dari lima buah balok dengan masing-masing nilai rasio aluminium (ρ) sebesar 0% (B0), 0.34% (B1), 0.68% (B2), 1.02% (B3), 1.36% (B4). Tahapan benda uji balok beton aluminium dapat diuraikan sebagai berikut ini. 1) Pembuatan bekisting Bekisting dibuat menyesuaikan dimensi benda uji balok dengan jumlah 5 buah. Pembuatan bekisting menggunakan triplek dengan tebal 9 mm dan kayu reng ukuran 20 x 30 mm. Proses pembuatan dimulai dengan pengukuran dan pembuatan pola sesuai dimensi yang telah direncanakan, kemudian dilakukan pemotongan dan perangkaian. 2) Perakitan aluminium Perakitan aluminium dimulai dengan memotong aluminium pejal sesuai dengan dimensi yang telah ditentukan 3) Pemasangan Strain Gauge Strain Gauge dipasang pada alumunium pejal sebanyak satu buah per balok B1, B2, B3, B4. Adapun strain gauge yang terpasang dapat dilihat pada Gambar 4.23 berikut ini. Lokasi strain Gauge Gambar 4.23 Strain Gauge yang terpasang pada salah satu balok

32 30 Gambar 4.22 Penempatan LVDT D. Pelaksanaan Penelitian Pelaksanaan dalam penelitian ini dibagi menjadi delapan tahap. Adapun kedelapan tahap tersebut adalah sebagai berikut ini. 1. Perancanaan benda uji Perencanaan benda uji pendahuluan dilakukan untuk mengetahui kuat tekan beton, kuat tekan mortar, dan kuat tarik aluminium 13 mm. 2. Persiapan alat dan bahan Pada tahap ini dilakukan penyusunan daftar peralatan dan bahanbahan yang diperlukan saat uji pendahuluan dan benda uji balok. Kemudian daftar tersebut dilakukan pengecekan terhadap ketersediaan dan kondisi alat, serta dilakukan perhitungan jumlah kebutuhan bahan dan pengadaan bahan secara bertahap. 3. Benda uji a. Benda uji silinder kuat tekan beton dan mortar, serta kuat tarik aluminium Benda uji ini dibuat untuk mengetahui sifat-sifat bahan yang digunakan saat penelitian. Benda uji ini meliputi silinder mortar (SM), silinder beton (SB), dan benda uji untuk tarik aluminium (Al). Spesifikasi benda uji telah disajikan pada Tabel 4.1.

33 29 (a) (b) =0% beton mortar Gambar 4.17 Penampang melintang (a), memanjang (b) balok B0 (a) (b) 1Al13 =0,34% sg Gambar 4.18 Penampang melintang (a), memanjang (b) balok B1 (a) (b) 2Al13 =0,68% sg Gambar 4.19 Penampang melintang (a), memanjang (b) balok B2 (a) (b) 3Al13 =1,02% sg Gambar 4.20 Penampang melintang (a), memanjang (b) balok B3 (a) (b) 3Al13 =1,36% sg Gambar 4.21 Penampang melintang (a), memanjang (b) balok B4

34 28 2. Benda uji balok Benda uji balok terdiri dari lima buah, yaitu Balok dengan rasio aluminium 0%, 0.34%, 0.68%, 1.02%, 1.36%. Masing-masing balok tersebut diberi nama balok B0, B1, B2, B3, dan B4. Balok B0 ialah balok benda uji yang tidak menggunakan tulangan aluminium dengan rasio aluminium 0 %. Balok B1 ialah balok benda uji yang menggunakan 1 buah tulangan aluminium diameter 13 mm dengan rasio tulangan 0,34 %. Balok B2 ialah balok benda uji yang menggunakan 2 buah tulangan aluminium diameter 13 mm dengan rasio tulangan 0,68 %. Balok B3 ialah balok benda uji yang menggunakan 3 buah tulangan aluminium diameter 13 mm dengan rasio tulangan 1,02 %. Balok B4 ialah balok benda uji yang menggunakan 4 buah tulangan aluminium diameter 13 mm dengan rasio tulangan 1,36 %. Pada salah satu tulangan aluminium ditiap balok B1, B2, B3, dan B4 dipasang satu buah strain gauge (sg). Digunakan material mortar pada lapisan bawah balok setebal 50 mm, kemudian material beton dilapisan atas mortar setebal 100 mm pada kelima benda uji, sehingga tebal keseluruhan benda uji menjadi 150 mm. Mortar digunakan agar tulangan aluminium dapat terselimuti, hal ini dikarenakan tebal selimut hanya setebal 13 mm. Adapun detail spesifikasi benda uji dan gambar penampang dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.17 sampai Tabel 4.2 Spesifikasi benda uji b h h h Jumlah Kode ρ L balok balok mortar beton Tulangan balok (%) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Aluminium B B1 0, ϕ13mm B2 0, ϕ13mm B3 1, ϕ13mm B4 1, ϕ13mm

35 27 6. Cetakan benda uji silinder beton Cetakkan yang dipakai terbuat dari baja dengan ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm seperti yang terlihat pada Gambar Gambar 4.16 Cetakan silinder C. Benda Uji Benda uji yang digunakan pada penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu, benda uji pendahuluan dan benda uji balok. 1. Benda uji kuat tekan dan kuat tarik Benda uji ini terdiri dari benda uji kuat tekan silinder mortar (SM), benda uji kuat tekan silinder beton (SB), dan benda uji kuat tarik aluminium (AL). Adapun jumlah benda uji dari tiap pengujian pendahuluan dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Spesifikasi benda uji pendahuluan Jumlah Jenis Pengujian Ukuran Benda Uji Uji kuat tekan mortar Silinder 5 buah (SM) (150 mm x 300 mm) Uji kuat tekan beton Silinder 6 buah (SB) (150 mm x 300 mm) Uji kuat tarik Panjang 500 mm, 3 buah aluminium paduan (AL) diameter 13 mm

36 26 UTM digunakan untuk pengujian kuat tarik logam. UTM yang digunakan bermerk Shimadzu dengan kapasitas 30 ton seperti yang terlihat pada Gambar Gerinda dan Alat potong Gerinda digunakan untuk menghaluskan titik dudukan sendi rol dari bekas las-lasan. Alat potong digunakan untung memotong aluminium sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan. Gambar gerinda dan alat potong dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.14 Gerinda dan alat potong 5. Slump test apparatus (kerucut Abrams) Kerucut Abrams digunakan untuk mengukur nilai slump campuran beton normal. Alat ini dibuat dari pelat baja berbentuk kerucut terpancung dengan diameter atas 100 mm, diameter bawah 200 mm, tinggi 300 mm, dan dilengkapi dengan tongkat baja panjang 600 mm, diameter 16 mm sebagai alat penumbuk seperti yang terlihat pada Gambar Pengujian nilai slump beton berdasarkan SNI Gambar 4.15 Kerucut Abrams

37 25 Gambar 4.11 Concrete mixer 2. Compression Testing Machine (alat uji kuat tekan) Compression Testing Machine digunakan pada pengujian kuat tekan benda uji silinder untuk mengetahui nilai kuat tekan beton. Compression Testing Machine yang digunakan bermerk Wykeham Farrance International dengan kapsitas 2000 kn seperti yang terlihat pada Gambar Gambar 4.12 Compression Testing Machine 3. Universal Testing Machine (UTM) Gambar 4.13 Universal Testing Machine

38 24 4. Strain Gauge Strain Gauge digunakan untuk mengukur regangan yang terjadi pada aluminium dan hasilnya dapat dibaca pada strain indicator. Strain Gauge yang digunakan merupakan produksi Tokyo Sokki Co. Ltd dengan tipe FLA-6-1, dengan panjang 6 mm dan memiliki resistance 120 ±0,3 Ω seperti yang terlihat pada Gambar 4.9 berikut ini. Gambar 4.9 Bungkus Strain Gauges 5. Microcrack meter Microcrack meter digunakan untuk mengukur lebar retak pada balok saat dilakukan pembebanan. Adapun Gambar microcrak meter dapat dilihat pada Gambar 4.10 berikut ini. Gambar 4.10 Microcrack Meter Pada penelitian ini digunakan alat bantu untuk pembuatan dan pengujian benda uji. Adapun alat bantu tersebut adalah sebagai berikut ini. 1. Concrete mixer (mesin pengaduk beton) Gambar Concrete mixer dapat dilihat pada Gambar Alat ini berfungsi untuk mengaduk semua bahan pembentuk beton dengan kapasitas maksimum 0,15 m 3.

39 23 beton bertulang. Load cell digunakan untuk meneruskan beban dari hydraulic jack yang dihubungkan dengan kabel ke data logger. 2. Data logger Data logger digunakan untuk membaca besarnya beban dari hydraulic jack serta lendutan yang terjadi pada balok beton dan data logger yang digunakan adalah jenis TML portable data logger TDS-303 produksi Tokyo Sokki Kenkyujo Co. Ltd seperti yang terlihat pada Gambar 4.7. Alat ini memiliki kapasitas 10 channels expandable 500 channels 250 volt, 50/60 hz. Gambar 4.7 Data Logger 3. LVDT (Linear Variable Differential Transformer) LVDT digunakan untuk mengukur lendutan yang terjadi pada balok selama pembebanan berlangsung. Besar lendutan yang terjadi dapat dibaca pada data logger. LVDT yang digunakan pada pengujian memiliki kapasitas sebesar 5 cm seperti yang terlihat pada Gambar 4.8. Gambar 4.8 Alat LVDT (Linear Variable Differential Transformer)

40 22 Gambar 4.5 Viscocrete-10 produksi dari PT. Sika Indonesia B. Alat Penelitian Alat yang digunakan pada penelitian ini dibagi menjadi alat utama dan alat bantu. Adapun alat utama yang digunakan adalah sebagai berikut ini. 1. Flexural testing mechine Flexural testing mechine merupakan alat yang digunakan untuk pengujian lentur dengan merk wykeham farrance berkapasitas 10 ton seperti yang terlihat pada Gambar 4.6. Gambar 4.6 Mesin Uji Lentur merk wykeham farrance Alat ini terdiri dari loading frame, hydraulic jack, dan load cell. loading frame digunakan sebagai sandaran pembebanan saat pengujian. Alat ini diangkur pada rigid floor agar posisinya stabil. Hydraulic jack digunakan untuk melakukan pembebanan pada balok

41 21 3. Semen Semen yang digunakan pada penelitian ini adalah semen dengan merk Tiga Roda Indocement jenis PPC (Pozzolan Portland Cement) dalam kemasan 40 kg seperti yang terlihat pada Gambar 4.3. Semen digunakan sebagai bahan pengikat untuk beton. Gambar 4.3 Semen 4. Air Air yang digunakan dalam penelitian ini adalah dari Laboratorium Struktur Universitas Gadjah Mada. 5. Aluminium Aluminium pada penelitian ini menggunakan aluminium paduan batangan pejal diameter 13 mm yang terdapat dipasaran kota jogjakarta seperti yang terlihat pada Gambar 4.4 berikut ini. Gambar 4.4 Potongan aluminium diameter 13 mm 6. Viscocrete-10 Viscocrete-10 yang digunakan pada pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.5. Viscocrete-10 merupakan produksi dari PT. Sika Indonesia. Bahan ini digunakan untuk mempermudah pelaksanaan saat pengecoran mortar.

42 BAB IV METODE PENELITIAN A. Bahan Penelitian Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini terdiri dari bahan pembuat beton bertulang dan bahan yang dipergunakan untuk perkuatan lentur balok yaitu sebagai berikut, 1. Agregat kasar Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian ini berupa agregat batu pecah yang memiliki diameter maksimum 20 mm. Agregat kasar yang digunakan berasal dari daerah Clereng Kulon Progo seperti yang terlihat pada Gambar 4.1. Gambar 4.1 Agregat kasar 2. Agregat halus Agregat halus yang digunakan berasal dari daerah lereng gunung merapi. Ukuran agregat maksimum untuk mortar adalah 2 mm, sedangkan ukuran agregat maksimum untuk beton adalah 4,8 mm seperti yang terlihat pada Gambar 4.2. a. Agregat halus untuk mortar b. Agregat halus untuk beton Gambar 4.2 Agregat halus 20

43 19 6. Menentukan tipe tumpuan dan setting pembebanan pada menu loads / full member properties. Untuk setting pembebanan 1 titik dapat diisikan jarak titik pembebanan terhadap tumpuan kiri pada bagian length subjected to shear dan jarak titik pembebanan terhadap tengah bentang pada bagian constant moment zone on right. 7. Melakukan analisis terhadap elemen secara keseluruhan untuk mengetahui perilaku akibat pembebanan yang dikenakan seperti hubungan bebanlendutan. Hal ini dapat dilakukan dengan memilih menu solve / member response. 8. Melakukan analisis penampang untuk mengetahui kapasitas penampang dan tegangan-tegangan yang terjadi. Dari analisis penampang juga akan diperoleh hubungan momen-kelengkungan. Analisis penampang dapat dilakukan dengan memilih menu solve / sectional response.

44 18 F. Analisis Dengan Software Response-2000 Response-2000 (Bentz, 2000) adalah suatu program yang dibuat berdasarkan Modified Compression Field Theory (MCFT) untuk elemen beton bertulang prismatik. Program ini dapat digunakan untuk melakukan analisis terhadap elemen beton bertulang akibat pembebanan aksial, momen, geser, maupun kombinasi ketiganya sehingga respon beban-lendutan dapat diprediksi dan kekuatan dari elemen beton bertulang yang dianalisis dapat diketahui. Langkah-langkah dalam melakukan analisis menggunakan program Response-2000 pada penelitian ini dapat diuraikan sebagai berikut ini: 1. Menentukan informasi umum, hal ini dapat dilakukan dengan memilih menu define / edit general. Pada menu ini dapat diisikan informasi umum seperti penamaan balok yang akan dianalisis, yaitu balok B0, B1, B2, B3 dan B4. Nama yang menganalisis yaitu Novi, penentuan jarak retak digunakan perhitungan otomatis dari program dan pilih center sumbu referensi dalam perhitungan momen. 2. Menentukan detail karakteristik bahan mortar dan beton. Hal ini dapat dilkukan dengan memilih menu define / material properties / concrete detail. Item ini berisikan kuat tekan mortar maupun beton yang digunakan, beserta tegangan regangan hasil pengujian kuat desak. 3. Menentukan detail karakteristik bahan aluminium. Hal ini dapat dilakukan dengan memilih menu define / material properties / rebar details. Item ini berisikan kuat aluminium, beserta tegangan regangan hasil pengujian kuat tarik aluminium. 4. Menentukan tulangan aluminium longitudinal sesuai dengan penampang yang akan dianalisis meliputi jumlah tulangan, diameter tulangan, jarak dari serat terluar bagian bawah dan tipe tulangan yang digunakan pada balok B0, B1, B2, B3 dan B4. Hal ini dapat dilakukan dengan memilih menu define / longitudinal reinforcement. 5. Menentukan elevasi mortar dan beton serta lebar penampang mortar dan beton sesuai dengan penampang yang akan dianalisis. Hal ini dapat dilakukan dengan memilih menu define / concrete section.

45 17 Model konstitutif kurva hubungan tegangan-regangan aluminium dapat ditentukan menggunakan persamaan Ramsberg-Osgood yang digunakan pada analisis Response 2000 seperti terlihat pada Gambar 3.9. fs 1 A Es s A 1 c c 1 B s E A E sh s f u B = C = E s ( 1- A) f * s koefisien transisi dengan, ε s E s = regangan pada aluminium = modulus elastik awal (MPa) E sh = modulus strain hardening (MPa) f u f s * = tegangan ultimit (MPa) = nilai yang bersesuaian dengan pertemuan bagian linier kedua pada sumbu axis tegangan C = 10 (Benz, 2000) f s * Gambar 3.9 Ilustrasi Persamaan Ramsberg-Osgood (Wong dan Vecchio, 2002)

46 16 hubungan tegangan-regangannya hanya memperlihatkan bagian elastik linier awal yang diikuti oleh transisi kurva menuju bagian kedua yaitu bagian linier hardening. Berdasarkan Gambar 3.8 mengenai kurva hubungan teganganregangan aluminium paduan menyatakan bahwa (1) merupakan kuat ultimit aluminium (2) kuat tarik aluminium yang dapat dicari dengan pendekatan dengan menggunakan metode offset sebesar 0,2% ε (3) batas proporsional elastik linier (4) fracture (5) regangan offset sebesar 0,2%. Tabel 3.1 Bahan paduan campuran aluminium (Ulrich Müller, 2011) Seri Elemen Paduan Keterangan 1xxx Murni aluminium 99% Digunakan pada industri makanan (aluminium foil, kaleng) 2xxx Tembaga (Cu) Kuat tarik tinggi, tahanan korosi relatif rendah, daktilitas berkurang, sulit diekstruksi, digunakan pada industri kedirgantaraan 3xxx Mangan (Mn) diproduksi dalam bentuk lembaran 4xxx Silicon (Si) aluminium cair 5xxx Magnesium (Mg) Kuat tarik sekitar 300 MPa, tahan terhadap korosi air laut, diproduksi dalam bentuk lembaran, umumnya digunakan untuk badan kapal laut, dan sparepart kendaraan. 6xxx Magnesium dan Silicon (MgSi) mudah diekstruksi, kuat tarik sedang, bahan ini lebih lemah dari baja ringan, kurang ulet, mudah dilas, tahan korosi, banyak digunakan pada struktur bangunan, 7xxx Seng (Zn) Kuat tarik paling tinggi diantara bahan paduan lain, tahanan korosi relatif rendah, susah diekstruksi (membutuhkan keahlian khusus untuk memproduksi paduan jenis ini), digunakan pada industri dirgantara, peralatan militer, kendaraan lapis baja, rangka motor dan sepeda Gambar 3.8 Kurva tegangan-regangan aluminium paduan

47 15 E. Aluminium Aluminium merupakan salah satu unsur kimia dengan lambang Al dan nomor atomnya 13. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat. Aluminium merupakan logam yang lembut, ringan, berwarna keperakan. Aluminium murni memiliki nilai kuat tarik dan titik lebur yang rendah jika dibandingkan dengan baja. Adapun nilai kuat tarik dan titik lebur aluminium murni yaitu sebesar 95 MPa dan 660,37 ºC (Ulrich Müller, 2011). Kekurangan yang dimiliki aluminium murni ini diakomodasi kedalam aluminium paduan (alluminium alloy) yang kekuatan tariknya mampu mencapai 700 MPa. Bahan aluminium sudah dikenal luas sebagai bahan yang relatif ringan dengan berat jenisnya sebesar 2630 kg/m 3, tahan korosi, konduktor yang baik, minim perawatan, dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat, dan diekstruksi menjadi batangan dengan berbagai macam tampang. Oleh sebab itu, aluminium banyak dimanfaatkan dalam banyak hal. Untuk industri rumah tangga aluminium dimanfaatkan untuk pembuatan aluminium foil, peralatan memasak, kaleng, dll, sedangkan pada industri otomotif aluminium digunakan sebagai frame sepeda, sparepart kendaraan. Aluminium juga dapat digunakan pada industri kedirgantaraan yaitu untuk badan pesawat terbang dan kapal. Aluminium paduan adalah pencampuran dari bahan aluminium dengan bahan logam lainnya untuk mendapatkan sifat fisik dan sifat mekanik yang lebih baik (Ulrich Müller, 2011). Aluminium paduan dibagi menjadi tujuh seri yang merupakan kode paduan campuran aluminium. Adapun ketujuh seri tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1 (Ulrich Müller, 2011). Pada dunia konstruksi di Indonesia pemakaian aluminium paduan sebagai bahan utama struktur teknik sipil belum banyak dikenal. Penggunaan aluminium paduan umumnya digunakan sebagai elemen non struktural seperti bingkai jendela dan pintu. Aluminium paduan memiliki kuat tarik lebih besar dari aluminium murni. Bentuk kurva hubungan tegangan regangan antara aluminium paduan dengan baja tulangan berbeda. Aluminium paduan tidak memiliki titik leleh yang jelas. Kurva