KAPASITAS LENTUR KOLOM BETON BERTULANGAN BAMBU WULUNG DENGAN TAKIKAN SEJAJAR

Transkripsi

1 KAPASITAS LENTUR KOLOM BETON BERTULANGAN BAMBU WULUNG DENGAN TAKIKAN SEJAJAR Flexural Capacity of Concrete Columns Reinforced Wulung Bamboo with Parallel Notches SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : FACHRI FERDIANSYAH PUTRA NIM. I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

2 HALAMAN PERSETUJUAN KAPASITAS LENTUR KOLOM BETON BERTULANGAN BAMBU WULUNG DENGAN TAKIKAN SEJAJAR Flexural Capacity of Concrete Columns Reinforced Wulung Bamboo with Parallel Notches Disusun Oleh : FACHRI FERDIANSYAH PUTRA NIM. I Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Agus Setiya Budi, ST, MT N I P Ir. Sunarmasto, MT NIP ii

3 HALAMAN PENGESAHAN KAPASITAS LENTUR KOLOM BETON BERTULANGAN BAMBU WULUNG DENGAN TAKIKAN SEJAJAR Flexural Capacity of Concrete Columns Reinforced Wulung Bamboo with Parallel Notches SKRIPSI Disusun oleh : FACHRI FERDIANSYAH PUTRA NIM. I Dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Tim Penguji Pendadaran : Pada Hari : Tanggal : 1. Agus Setiya Budi, ST, MT : NIP Ir. Sunarmasto, MT : NIP : NIP. 4. : NIP. Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik sipil Fakultas Teknik UNS Disahkan, Ketua Program S1 Transfer Teknik sipil Fakultas Teknik UNS Ir. Bambang Santosa, MT NIP Edy Purwanto, ST, MT NIP iii

4 MOTTO Hidup ini adalah ibadah, jalanilah sebaik mungkin sesuai dengan kemampuanmu. Bersyukurlah, karena dengan bersyukur, ALLOH Azza Wa Jalla akan menambahkan nikmatmu. Peras tenaga, pikiran, waktu, dan semua sumber daya yang kamu miliki untuk menorehkan hal terbaik dalam hidupmu, karena hidup cuma sekali. Hari ini harus lebih baik dari hari kemarin, dan hari esok harus lebih baik dari hari ini. BERJUANGLAH!!! Belajarlah dari masa lalu, jadikan masa depan sebagai harapan, dan jalanilah hari ini dengan kebaikan. Menuntut ilmu itu wajib bagi muslim dan muslimah dari lahir sampai ajal menjemput. iv

5 PERSEMBAHAN Segala puji penulis haturkan kehadirat ALLOH Subhanahu Wa Ta aala yang Maha Mendengar lagi Maha Mengetahui semua urusan makhluknya, yang telah memberikan rahmat dan barokah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini saya persembahkan juga kepada : Mama, Bapak, Adik adikku, Keluarga besar Abu Yamin, Sapawi, dan Mbah Darsono Terima kasih untuk dorongan semangat, nasehat, dan do a yang diberikan. Dosen dan Staf FT UNS Pak Agus Setiya Budi dan Pak Sunarmasto, terima kasih untuk arahan dan bimbingannya selama ini. Pak Yoko, Pak Pardi, Mas Topo, Mas Maruto, terima kasih untuk bantuannya selama penelitian. Teman-teman Teman-teman kos Mbah Dar, Wisma Anugrah, dan Wisma Gemilang. Terima kasih untuk dukungannya. Teman-teman seperjuangan skripsi : Mas Seli, Mas Budi, Mas Rizal, Tika, dan Nanang, terima kasih untuk kerja sama, nasehat, dan dorongan yang diberikan. Mas seli, terima kasih untuk pinjaman komputer dan printernya. Mbak Ning, terima kasih untuk bantuannya mencari material. Teman-teman Sipil Non-Reguler 2007, 2005, 2006, Transfer 2008, 2009, 2010, 2011, Reguler 2007, 2008, 2009 terima kasih untuk diskusi, dan bantuannya selama kuliah dan penelitian. Saudara Imam Brata, terima kasih sudah membantu penelitian saya. Saudari Andriani, terima kasih untuk semangat yang diberikan. Semua pihak yang telah membantu saya selama kuliah dan penelitian, yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, terima kasih untuk semua dukungannya. Semoga menjadi amal baik bagi semua. Aamiin. v

6 ABSTRAK Fachri Ferdiansyah, Kapasitas Lentur Kolom Beton Bertulangan Bambu Wulung dengan Takikan Sejajar. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Semakin pesatnya pembangunan pemukiman akibat penduduk yang terus-menerus bertambah, memicu harga bahan bangunan terutama baja tulangan beton semakin naik dan mengalami kelangkaan, sehingga sangat memberatkan masyarakat kalangan menengah ke bawah. Mengatasi hal tersebut, maka dicari bahan alternatif baru sebagai pengganti tulangan baja pada beton diantaranya adalah menggunakan tulangan dari bilah bambu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar kapasitas lentur kolom beton bertulangan bambu wulung dengan takikan sejajar bila dibandingkan dengan kapasitas lentur kolom bertulangan baja dan kapasitas lentur kolom tanpa tulangan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental laboratorium. Benda uji berupa kolom beton dengan ukuran 150 x 150 mm dan tinggi bersih mm. Benda uji dibuat 3 jenis, yaitu kolom beton tulangan bambu wulung dengan takikan sejajar, kolom beton tulangan baja, dan kolom beton tanpa tulangan. Pengujian yang dilakukan dengan menguji kapasitas lentur kolom menggunakan alat loading frame, dengan eksentrisitas beban aksial 200 mm dari sumbu kolom. Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, nilai rerata beban aksial maksimum kolom bertulangan bambu wulung takikan sejajar sebesar N. Nilai rerata kapasitas lentur maksimum kolom bertulangan bambu wulung takikan sejajar sebesar N.mm. Nilai rerata beban aksial maksimum kolom bertulangan baja sebesar N. Nilai rerata kapasitas lentur maksimum kolom bertulangan baja sebesar N.mm. Nilai rerata beban aksial maksimum kolom tanpa tulangan sebesar N. Nilai rerata kapasitas lentur maksimum kolom tanpa tulangan sebesar N.mm. Berdasarkan nilai kapasitas lentur maksimum, kolom beton bertulangan bambu wulung takikan sejajar dapat meningkatkan kapasitas lentur kolom sekitar 37,87 % bila dibandingkan dengan kolom beton tanpa tulangan. Kata kunci: bambu wulung, kolom, aksial, lentur, tulangan, takikan sejajar vi

7 ABSTRACT Fachri Ferdiansyah, Flexural Capacity of Concrete Column s Reinforced Wulung Bamboo with Parallel Notches. Thesis, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University of Surakarta. Residential development due to the rapid population constantly increases, triggering the prices of building materials, especially steel concrete reinforcing growing up and experiencing scarcity, making it very burdensome to lower middle class society. To overcome this, then look for a new alternative materials as a substitute for steel reinforcement is using a reinforcement of bamboo slats. This study aims to determine the flexural capacity of concrete columns reinforced wulung bamboo with parallel notches when compared to flexural capacity of concrete columns steel reinforced and flexural capacity of the columns without reinforcement. This research need an experimental laboratory method. Specimens in the form of concrete columns with a size of 150 x 150 mm and 1,100 mm high net. Specimens made 3 types, namely wulung bamboo reinforcement of concrete columns with parallel notches, concrete column reinforcing steel, and concrete columns without reinforcement. Testing is done by testing the flexural capacity of the column using a loading frame, the eccentricity of the axial load of 200 mm from the axis of the column. Based on the test results, the average value of the maximum axial load of the column reinforcement wulung bamboo with parallel notches is 14,250 N. The Average value of the maximum flexural capacity of the column reinforcement wulung bamboo with parallel notches is 3,473,250 N.mm. The average value of the maximum axial load of the steel reinforcement column is 36,500 N. The Average value of the maximum flexural capacity of the steel reinforcement column is 8,132,600 N.mm. The average value of the maximum axial load of unreinforced column is 10,750 N. The Average value of the maximum flexural capacity of unreinforced column is 2,157,955 N.mm. Based on the value of the maximum flexural capacity, the concrete columns reinforcement wulung bamboo with parallel notches can increase the flexural capacity of the column about 37.87% when compared with unreinforced concrete columns. Key words: wulung bamboo, column, axial, flexural, reinforced, parallel notches vii

8 PENGANTAR Puji syukur penulis haturkan kehadirat ALLOH Subhanahu Wa Ta aa la atas rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan skripsi dengan judul Kapasitas Lentur Kolom Beton Bertulangan Bambu Wulung dengan Takikan Sejajar. Laporan skripsi ini dibuat sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata 1 di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Alhamdulillah, pada kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Saya mengucapkan terima kasih kepada : 1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf. 2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf. 3. Bapak Agus Setiya Budi, ST, MT., selaku Dosen Pembimbing I. 4. Bapak Ir. Sunarmasto, MT., selaku Dosen Pembimbing II. 5. Ibu Ir. Koosdaryani, MT., selaku Dosen Pembimbing Akademik. 6. Semua staf pengajar di kampus Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 7. Semua staf Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil, dan semua staf Laboratorium Bahan dan Material Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 8. Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini. 9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Non Reguler 2007, Transfer 2010, Reguler 2007 dan 2009, serta semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. viii

9 Akhir kata penulis berharap masukan berupa kritik dan saran guna perbaikan laporan skripsi ini, sehingga penelitian selanjutnya dapat melengkapi kekurangankekurangan yang ada. Semoga laporan skirpsi ini dapat dimanfaatkan sebaikbaiknya sebagai referensi dalam pembelajaran maupun penelitian selanjutnya. Surakarta, Juli 2014 Fachri Ferdiansyah Putra ix

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN MOTTO... HALAMAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR NOTASI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi viii x xiii xiv xvi xx BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2. STUDI PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Bambu secara umum Penelitian tentang bambu Sifat fisika dan mekanika bambu Beton Bahan-bahan penyusun beton Kuat tekan beton Modulus elastisitas beton x

11 2.3. Kolom Jenis-Jenis Kolom Anggapan dalam analisis Kolom pendek dengan beban sentris Kolom pendek dengan beban eksentris Ragam keruntuhan kolom BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Umum Alat dan bahan pengujian Alat pengujian Bahan pengujian Tahap dan alur penelitian Standar penelitian dan spesifikasi bahan Pengujian bahan dasar beton Pengujian agregat halus Pengujian agregat kasar Pengujian material bambu dan baja Mix Design Pengujian benda uji silinder beton Pembuatan benda uji kolom Persiapan material bambu Perakitan tulangan bambu dan tulangan baja Pembuatan cetakan (bekisting) Penempatan tulangan pada bekisting plat dan pemasangan tahu beton Proses pembuatan benda uji kolom Perawatan beton (concrete curing) Pengujian kapasitas lentur kolom Tahap persiapan pengujian Tahap pengujian kapasitas lentur kolom xi

12 BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil pengujian pendahuluan Hasil pengujian pendahuluan agregat halus Hasil pengujian pendahuluan agregat kasar Hasil pengujian pendahuluan bambu wulung Hasil pengujian pendahuluan tulangan baja Hasil dan analisis data pengujian silinder beton Hasil dan analisis data pengujian kapasitas lentur kolom Hasil pengujian kapasitas lentur kolom Perhitungan kapasitas lentur kolom bertulangan bambu wulung Takikansejajar Perhitungan kapasitas lentur kolom bertulangan baja Rekapitulasi beban aksial tekan (P) dan momen lentur (M) berdasarkan hasil analisis dan pengujian Pembahasan Kuat tarik tulangan baja dan kuat tarik tulangan bambu wulung Kapasitas momen lentur kolom Pola retak dan keruntuhan kolom BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA xii

13 DAFTAR NOTASI Δ,δ = Perpindahan/lendutan (mm) = tegangan (MPa) = Diameter (mm) % = Persentase π = Phi (3,14285) ASTM = American Society for Testing and Material A = Luas permukaan benda uji tertekan cm = Centimeter fc = Kuat tekan beton fy = Tegangan leleh baja gr = Gram kn = Kilo Newton kg = Kilogram mm = Milimeter MPa = Mega Pascal P = Beban aksial tekan PBI = Peraturan Beton Bertulang Indonesia Es = Elastisitas ISO = International Standart Organization SNI = Standar Nasional Indonesia xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Tegangan tarik bambu kering oven... 8 Tabel 2.2. Tegangan tarik bambu tanpa nodia (buku) kering oven... 9 Tabel 2.3. Kuat batas dan tegangan ijin bambu Tabel 2.4. Gradasi butiran agregat halus menurut ASTM C Tabel 2.5. Persyaratan gradasi agregat kasar menurut ASTM C Tabel 2.6. Jenis semen portland berdasarkan SNI Tabel 3.1. Pengaruh kadar zat organik terhadap penurunan kekuatan beton Tabel 3.2. Jenis dan jumlah benda uji pendahuluan Tabel 3.3. Jumlah benda uji kapasitas lentur kolom Tabel 4.1. Hasil pengujian kadar lumpur dan kadar zat organik agregat halus Tabel 4.2. Hasil pengujian spesific gravity agregat halus Tabel 4.3. Hasil pengujian gradasi agregat halus Tabel 4.4. Hasil pengujian spesific gravity agregat kasar Tabel 4.5. Hasil pengujian gradasi agregat kasar Tabel 4.6. Hasil pengujian kadar air, berat jenis dan kerapatan bambu wulung Tabel 4.7. Hasil pengujian kuat tekan sejajar serat bambu wulung Tabel 4.8. Hasil pengujian kuat geser sejajar serat bambu wulung Tabel 4.9. Hasil pengujian kuat tarik sejajar serat bambu wulung Tabel Hasil pengujian lentur bambu wulung Tabel Hasil pengujian kuat tarik baja beton Tabel Hasil pengujian kuat tekan silinder beton untuk pengecoran kolom Tabel Beban hasil pengujian kapasitas lentur kolom Tabel Data beban dan lendutan hasil pengujian kapasitas lentur kolom xiv

15 Tabel Nilai beban dan lendutan kondisi leleh, maksimum dan runtuh hasil pengujian Tabel Data penghitungan momen lentur hasil pengujian Tabel Beban aksial tekan dan momen lentur berdasarkan hasil analisis Tabel Beban aksial tekan dan momen lentur kolom beton bertulangan bambu wulung takikan sejajar berdasaarkan hasil analisis setelah fy bambu direduksi Tabel Rekapitulasi aksial tekan dan momen lentur hasil analisis dan pengujian Tabel Rekapitulasi aksial tekan dan momen lentur hasil analisis setelah fy bambu direduksi dan hasil pengujian xv

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Bambu wulung... 4 Gambar 2.2. Diagram tegangan-regangan bambu dan baja... 7 Gambar 2.3. Pengambilan spesimen bambu... 8 Gambar 2.4. Benda uji kadar air, berat jenis dan kerapatan bambu Gambar 2.5. Benda uji kuat geser sejajar serat Gambar 2.6. Benda uji kuat tekan sejajar serat Gambar 2.7. Benda uji kuat tarik sejajar serat Gambar 2.8. Benda uji kuat lentur tegak lurus serat Gambar 2.9. Jenis penampang kolom berdasarkan bentuk dan susunan tulangan Gambar Jenis kolom dengan eksentrisitas berbeda Gambar Distribusi tegangan dan regangan pada penampang kolom beton Gambar Tegangan dan regangan pada kolom dengan beban sentris Gambar Tegangan dan regangan pada kolom dengan beban eksentris Gambar 3.1. Timbangan neraca Gambar 3.2. Timbangan Bascule Gambar 3.3. Timbangan digital Gambar 3.4. Ayakan / saringan Gambar 3.5. Mesin getar ayakan Gambar 3.6. Oven listrik Gambar 3.7. Conical mould Gambar 3.8. Vernier caliper Gambar 3.9. Mesin los angeles Gambar Mesin pemotong kayu dan besi Gambar Kerucut abrams Gambar Cetakan benda uji silinder Gambar Concrete mixer xvi

17 Gambar Vibrator (alat penggetar adukan) Gambar Universal testing machine Gambar Compression testing machine Gambar Loading frame Gambar Loading cell dan tranducer indicator Gambar Dial gauge Gambar Abus Crane Gambar Alat bantu Gambar Portland composite cement (PCC) Gambar Pasir dan kerikil Gambar Tulangan baja Gambar Bambu wulung hasil penebangan Gambar Prosedur pelaksanaan penelitian Gambar Pengujian kadar lumpur agregat halus Gambar Pengujian kadar zat organik agregat halus Gambar Pengujian SSD agregat halus Gambar Pengujian specific gravity agregat halus Gambar Pengayakan pada uji gradasi agregat halus Gambar Penimbangan kerikil pada container Gambar Pengayakan pada uji gradasi agregat kasar Gambar Proses pengujian abrasi agregat kasar Gambar Benda uji dan pengujian kadar air, berat jenis dan kerapatan bambu Gambar Benda uji dan pengujian kuat geser bambu Gambar Benda uji dan pengujian kuat tekan bambu Gambar Benda uji dan pengujian kuat tarik bambu Gambar Benda uji dan pengujian kuat lentur bambu Gambar Pengujian kuat tarik tulangan baja Gambar Benda uji silinder Gambar Penimbangan benda uji silinder Gambar Pengujian kuat tekan silinder beton xvii

18 Gambar Penampang benda uji kolom bambu Gambar Proses pemotongan bambu Gambar Penyerutan bilah-bilah bambu Gambar Dimensi penampang tulangan bambu Gambar Tulangan bambu dengan takikan Gambar Pencucian tulangan bambu dengan detergent Gambar Perakitan tulangan bambu dan tulangan baja Gambar Pembuatan cetakan/bekisting Gambar Penempatan tulangan dan pemasangan tahu beton Gambar Persiapan agregat (pasir dan kerikil) Gambar Persiapan pengecoran Gambar Proses pengadukan campuran beton Gambar Proses pengecoran plat Gambar Perakitan bekisting kolom Gambar Penyiraman bekisting kolom Gambar Pengecekkan slump dan pembuatan beton silinder Gambar Proses pengecoran kolom Gambar Pembongkaran bekisting dan perawatan kolom Gambar Setting alat pengujian kapasitas lentur kolom Gambar Kolom setelah dicat dan digarisi Gambar Setting alat loading frame, loadcell dan tranducer Gambar Benda uji kolom diletakkan pada loading frame Gambar Mengatur kolom agar sejajar dengan hydraulic jack Gambar Plat kolom dikekang dengan balok kayu Gambar Pemasangan loadcell Gambar Setting dial gauge Gambar Pembacaan dial gauge dan plotting pola retak Gambar Benda uji kolom yang sudah diuji Gambar Kondisi tulangan benda uji kolom beton bertulangan bambu wulung takikan sejajar setelah diuji xviii

19 Gambar 4.1. Hubungan persen lolos dengan ukuran saringan agregat halus Gambar 4.2. Hubungan persen lolos dengan ukuran saringan agregat kasar Gambar 4.3. Grafik hubungan beban dan lendutan kolom bertulangan bambu wulung takikan sejajar (WS) Gambar 4.4. Grafik hubungan beban dan lendutan kolom bertulangan baja (BP) Gambar 4.5. Grafik hubungan beban dan lendutan kolom beton kosong tanpa tulangan Gambar 4.6. Grafik hubungan beban dan lendutan kolom tulangan bambu wulung takikan sejajar, kolom tulangan besi dan kolom tanpa tulangan Gambar 4.7. Penampang kolom tulangan bambu Gambar 4.8. Penampang tulangan bambu wulung takikan sejajar Gambar 4.9. Penampang kolom tulangan baja xix

20 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Data hasil pemeriksaan agregat halus. Lampiran B. Data hasil pemeriksaan agregat kasar. Lampiran C. Data pengujian sifat fisika, mekanika bambu dan kuat tarik baja. Lampiran D. Perancangan adukan (mix design) Metode SK SNI T Lampiran E. Data hasil pengujian kapasitas lentur kolom. Lampiran F. Penghitungan kapasitas aksial tekan dan momen lentur kolom. Lampiran G. Pola retak kolom. Lampiran H. Dokumentasi penelitian. xx