FRESTA OKTAVIANA NIM I

Transkripsi

1 KAPASITAS LENTUR BALOK BETON TULANGAN BAMBU PETUNG VERTIKAL TAKIKAN TIDAK SEJAJAR TIPE U LEBAR 3 CM TIAP JARAK 10 CM Flexural Capacity of Bamboo Petung Reinforcement Concrete Beam U-Type Vertical not Parallel Notches 3 cm Width at 10 cm in Distance SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : FRESTA OKTAVIANA NIM I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

2

3

4 MOTTO Berangkat dengan penuh keyakinan, Berjalan dengan penuh keihklasan, Istiqomah dalam menghadapi cobaan (TGKH.Muhammad Zainuddin Abdul Madjid) "Allah akan meninggikan derajat rang-orang yang beriman diantara kamu dan orangorang yang berilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha mengetahui apa yang kamu kerjakan (Al-Mujadillah: 11) "Barang siapa menempuh suatu jalan untuk mencari ilmu maka Allah memudahkannya mendapat jalan ke syurga." (H.R Muslim) "Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah." (Thomas Alva Edison) "Waktu itu bagaikan pedang, jika kamu tidak memanfaatkannya menggunakan untuk memotong, ia akan memotongmu." (H.R Muslim)

5 Abstrak Fresta,2016. Kapasitas Lentur Balok Beton Tulangan Bambu Petung Vertikal Takikan Tidak Sejajar Tipe U Lebar 3 Cm Tiap Jarak 10 Cm. Tugas Akhir, Program Studi, Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk terutama di Indonesia, membuat kebutuhan ekonomi menjadi naik, sehingga permintaan kebutuhan rumah dengan struktur yang aman dan ekonomis pun meningkat, sedangkan ketersediaan bahan baku biji besi untuk pembuatan tulangan baja yang merupakan sumber daya yang tidak dapat diperbaharui semakin menipis dan langka, membuat harga tulangan menjadi naik. Bahan baku baja juga sulit didapatkan di daerah pedesaan yang terpencil karena akses material yang sulit dijangkau. Para ahli struktur telah meneliti kemungkinan material lain yang dapat menggantikan peran tulangan baja, seperti yang dilakukan oleh Morisco (1996) yaitu dengan menggunakan bambu sebagai tulangan beton. Bambu dapat menjadi alternatif bahan pengganti tulangan baja pada balok beton bertulang yang lebih ramah lingkungan. Penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai kapasitas lentur balok beton tulangan bambu petung vertikal takikan tidak sejajar tipe u lebar 3 cm tiap jarak 10 cm. Benda uji berjumlah 14 buah. Dimensi tulangan bambu yang digunakan adalah panjang 1650 mm, lebar 20 mm dan tebal 5 mm. Benda uji berbentuk balok dengan dimensi panjang 1700 mm, lebar 110 mm dan tinggi 150 mm. Delapan buah balok menggunakan tulangan takikan 3 cm dan sisanya menggunakan tulangan baja. Mutu beton minimal 17,0 MPa. Uji lentur dilakukan pada umur 28 hari dengan metode two point loading. Nilai kapasitas lentur hasil pengujian balok beton tulangan bambu adalah 0,1614 ton.m untuk lebar takikan 3 cm. Kapasitas lentur hasil pengujian balok beton tulangan baja adalah 0,5926 ton.m, dengan kata lain kapasitas lentur balok tulangan bambu lebar takikan 3 cm adalah 27,23% dari kapasitas lentur balok tulangan baja. Kata Kunci : balok beton tulangan bambu, bambu petung, kapasitas lentur

6 Abstract Fresta,2016. Flexural Capacity of Bamboo Petung Reinforcement Concrete Beam U- Type Vertical Not Parallel Notches 3 cm Width at 10 cm In Distance. Final Project, Course of Study Civil Engineering Faculty of Sebelas Maret University Along with population growth especially in Indonesia, making the economy needs to be increased, so the demand for homes with safe and economical structures has increased, while the availability of iron ore raw materials for the manufacture of steel reinforcement which a resource that can not be renewable dwindling and rare, making the price of reinforcement to rise. Steel raw materials are also difficult to obtain in remote rural areas because of access to material that is difficult to reach.. Structures experts have been researching the possibilities of other materials that could replace steel reinforcement role, as practiced by Morisco (1996) is using bamboo as reinforcement of concrete. Bamboo can be an alternative substitute of steel reinforcement in reinforced concrete beam that is more environmentally friendly. The study was to determine the value of the flexural capacity of concrete beam bamboo petung vertical reinforcement with not parallel notches U-type 3 cm wide at 10 cm distance each. This study used an experimental method with a number of specimen 14 pieces. Dimensions bamboo used is the length of 1650 mm, a width of 20 mm and a thickness of 5 mm. Beam-shaped test specimens with dimensions of length 1700 mm, width 110 mm and height of 150 mm. Eight beams using reinforcing notches 3 cm and the rest use steel reinforcement. Concrete quality of at least 17.0 MPa. Flexural test performed at 28 days with two-point loading method. Flexural capacity of concrete beam flexural test results is ton.m bamboo reinforcement to the width of the notch 3 cm. Flexural capacity test results of concrete reinforcing steel beam is ton.m, in other words the flexural capacity of bamboo reinforcement beam notches 3 cm width is 27.23% of the flexural capacity of beam steel reinforcement. Keywords: bamboo reinforcement concrete beam, bamboo petung, flexural capacity

7 PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul Kapasitas Lentur Balok Beton Tulangan Bambu Petung Vertikal Takikan Tidak Sejajar Tipe U Lebar 3 cm Tiap Jarak 10 cm. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak banyak kendala yang sulit untuk penyusun hadapi sehingga terselesaikanya penyususnan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Wibowo, ST, DEA, selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Agus Setiya Budi, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing I skripsi. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai. 3. Ir. Sunarmasto, MT, selaku Dosen Pembimbing II skripsi. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai. 4. Ir. Purwanto, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai. 5. Semua Staf Pengajar Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 6. Staf pengelola / laboran Labolatorium Bahan Bangunan dan Struktur Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 7. Seluruh anggota skripsi tim Bambu angkatan Semoga dengan semua yang telah terlewati ini kita menjadi pribadi yang lebih kuat, tabah dan tangguh kedepannya. Semoga kita semua sukses kedepannya dan selamat berjuang. 8. Teman-teman mahasiswa Reguler Teknik Sipil angkatan Terimakasih atas persahabatan, perjuangan, kebersamaan, dan semangatnya selama ini.

8 10.Semua orang yang telah terlibat baik langsung atau secara tidak langsung dalam penyusunan skripsi ini yang tidak bisa Penulis sebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri. Surakarta, Juli 2016 Penyusun

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR PERSAMAAN... xix DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xx DAFTAR LAMPIRAN... xxiii BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Bambu Umum Sifat - Sifat Bambu Pengawetan Bambu dengan Boraks dan Asam Boriks Baja Beton Landasan Teori Sifat Fisika dan Mekanika Bambu Kadar Air, Berat Jenis, dan Kerapatan Kuat Tarik, Kuat Tekan, Kuat Geser dan Kuat Lentur Material Penyusun Beton Semen Portland Agregat Air Balok Kuat Lentur Balok Anggapan-anggapan Pembatasan Tulangan Tarik Analisis Balok Perhitungan Tulangan Geser Uji Statistik Kajian Analisis Struktur... 26

10 Rencana Campuran Beton (Mix Design) BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Tinjauan Umum Bahan Benda Uji Peralatan Penelitian Diagram Alir Penelitian Tahap Penelitian Tahap Persiapan Tahap Pengujian Pendahuluan Pengujan Karakteristik Bambu Pengujian Bahan Dasar Beton Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan Pengujian Kuat Tekan Beton Mix Design Tahap Pembuatan Benda Uji Tahap Pengujian Kuat Lentur Tahap Analisis Data Tahap Kesimpulan dan Saran BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Karakteristik Material Bambu Petung Sifat Fisika Sifat Mekanika Material Penyusun Beton Pengujian Agregat Halus Pengujian Agregat Kasar Tulangan Baja Perancangan Tulangan Geser Balok Beton Rencana Campuran Adukan Beton Hasil Pengujian Slump Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Hasil Pengujian dan Analisis Data Kuat Lentur Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Kapasitas Lentur Balok Beton Momen Maksimal Hasil Pengujian Momen Nominal Hasil Analisis Tulangan Geser Hasil Karakteristik Material Bambu Kuat Lentur Balok Berdasarkan 2 Titik Pembebanan Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang Bambu Petung Takikan Jarak 10 cm Lebar 30 mm dan Tulangan Baja D 7,45 mm Pola Keruntuhan Balok Benda Uji Kegagalan Balok Gaya Geser Bambu

11 Gaya Geser Beton BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Kuat Tekan Rata- Rata Bambu Kering Oven... 6 Tabel 2.2. Kuat Tarik Bambu Tanpa Buku/Nodia Kering Oven... 7 Tabel 2.3. Kuat Tarik Rata-Rata Bambu Kering Oven... 8 Tabel 2.4. Kuat Kadar Air dan Berat Jenis Bambu Petung... 9 Tabel 2.5. Jenis dan Penggunaan Semen Portland Tabel 2.6. Persyaratan Gradasi Agregat Halus Tabel 2.7. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar Tabel 2.8. Perkiraan Kekuatan Tekan (MPa) Beton dengan Faktor Air-Semen, dan Agregat Kasar yang Bisa Dipakai Di Indonesia Tabel 2.9. Persyaratan Jumlah Semen Minimum dan Faktor Air Semen Maksimum Untuk Berbagai Macam Pembetonan dalam Lingkungan Khusus Tabel Perkiraan Kadar Air Bebas (kg/m 3 ) yang Dibutuhkan Untuk Beberapa Tingkat Kemudahan Pekerjaan Adukan Beton Tabel Daerah Gradasi Agregat Halus Tabel 4.1. Hasil Pengujian Pendahuluan Karakteristik Sifat Fisika Bambu Petung Tabel 4.2. Hasil Uji Kenormalan Kadar Air dan Kerapatan Tabel 4.3. Hasil Uji Kenormalan Kadar Air dan Kerapatan Tabel 4.4. Hasil Pengujian Pendahuluan Kuat Geser dan Kuat Tekan Sejajar Serat Bambu Petung Tabel 4.5. Hasil Uji Kenormalan Geser Sejajar Serat Tabel 4.6. Hasil Uji Data Outlier Kuat Geser Sejajar Serat Tabel 4.7. Hasil Uji Kenormalan Tekan Sejajar Serat Tabel 4.8. Hasil Uji Data Outlier Kuat Tekan Sejajar Serat Tabel 4.9. Hasil Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat dan Modulus Elastisitas Bambu Petung Tabel Hasil Uji Kenormalan Kuat Tarik Sejajar Serat nodia Tabel Hasil Uji Data Outlier Kuat Tarik Sejajar Serat nodia Tabel Hasil Uji Kenormalan Kuat Tarik Sejajar Serat Internodia... 59

13 Tabel Hasil Uji Data Outlier Kuat Tarik Sejajar Serat Internodia Tabel Hasil Pengujian MOR dan MOE Bambu Petung Tabel Hasil Uji Kenormalan MOE Tabel Hasil Uji Data Outlier MOE Tabel Hasil Uji Kenormalan MOR Tabel Hasil Uji Data Outlier MOR Tabel Hasil Pengujian MOR dan MOE Bambu Petung Setelah Uji Statistik62 Tabel Hasil Pengujian Gradari Agregat Halus Tabel Hasil Pengujian Kandungan Lumpur Pada Pasir Tabel Tabel Perubahan Warna Tabel Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus Tabel Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Tabel Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar Tabel Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja Tabel Hasil Uji Kenormalan Kuat Tarik Baja Ulir Tabel Hasil Uji Data Outlier Kuat Tarik Baja Ulir Tabel Hasil Uji Kenormalan Kuat Tarik Baja Polos Tabel Hasil Uji Data Outlier Kuat Tarik Baja Polos Tabel Kebutuhan Material Penyusun Beton Untuk Pengujian Tabel Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Untuk Balok Bertulangan Bambu dan Baja Umur 28 Hari Tabel Hasil Uji Kenormalan Kuat Desak Beton Untuk Balok Bertulangan Bambu dan Baja Umur 28 Hari Tabel Hasil Uji Data Outlier Kuat Desak Beton Untuk Balok Bertulangan Bambu dan Baja Umur 28 Hari Tabel Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Untuk Balok Bertulangan Bambu dan Baja Umur 28 Hari setelah eliminasi data Tabel Hasil Uji Kenormalan Kuat Desak Beton Untuk Balok Bertulangan Bambu dan Baja Umur 28 Hari setelah eliminasi data Tabel Hasil Uji Data Outlier Kuat Desak Beton Untuk Balok Bertulangan Bambu dan Baja Umur 28 Hari setelah eliminasi data Tabel Rangkuman Beban dan Lendutan... 83

14 Tabel Hasil Hitungan Kuat Lentur Balok Beton Tabel Rangkuman Hitungan Momen Maksimal Hasil Pengujian Tabel Rangkuman Hitungan Momen Nominal Berdasarkan Analisis Tabel Hasil Kesimpulan Pengujian Sifat Fisika Bambu Tabel Hasil Kesimpulan Pengujian Sifat Mekanika Bambu Tabel Hasil Kesimpulan Pengujian Kuat Tarik Tabel Hasil Kesimpulan Kuat Lentur Balok Berdasarkan 2 Titik Pembebanan Tabel Hasil Kesimpulan Kapasitas Lentur Balok Beton Tabel Hasil Kesimpulan Perbandingan Kapasitas Lentur Balok Bertulangan Bambu dan Baja... 98

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Pengambilan Spesimen Bambu... 7 Gambar 2.2. Diagram Tegangan - Regangan Bambu dan Baja Gambar 2.3. Perletakan dan Pembebanan Balok Uji Gambar 2.4. Daerah Patah Pada Balok Uji Gambar 2.5. Distribusi Tegangan dan Regangan Pada Penampang Beton Gambar 2.6. SFD dan BMD Gambar 2.7. Distribusi Tegangan dan Regangan Pada Penampang Beton Gambar 3.1. Bambu Petung Daerah Boyolali Gambar 3.2. (a) Agregat Halus dan (b) Agregat Kasar Gambar 3.3. Semen PPC Gambar 3.4. (a) Baja ulir 8 mm dan (b) Baja polos 6 mm Gambar 3.5. (a) Boraks dan (b) Asam Borik Gambar Balok Benda Uji Gambar 3.7. Bambu Takikan Lebar 30 mm Gambar 3.8. Detail Benda Uji Balok Bertulang Bambu Gambar 3.9.(a) Timbangan Besar, (b) Timbangan Kecil dan (c) Timbangan Digital Gambar Ayakan Gambar Mesin Los Angeles Gambar Corong Konik/Conical Mould Gambar Kerucut Abrams Gambar Oven Gambar Cetakan Silinder Gambar Universal Testing Machine (UTM) Gambar Compression Testing Machine (CTM) Gambar Loading Frame Gambar Dial Gauge Kapasitas Penurunan 50 mm Gambar Hydraulic Pump Gambar Hydraulic Jack Gambar Transducer... 43

16 Gambar Load Cell Gambar Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian Gambar Pembebanan Pada Benda Uji Gambar Setting Up Alat Pengujian Balok Gambar 4.1. Grafik Gradasi Agregat Halus Gambar 4.2. Grafik Gradasi Agregat Kasar Gambar 4.3. Pengujian Slump Pada Campuran Beton Gambar 4.4. Skema Pengujian Kuat Lentur Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Hubungan Antara Beban dengan Lendutan Setiap Benda Uji Balok Pada Dial Gauge Gambar 4.6. Grafik Perbandingan Kuat Lentur Metode Dua Titik Pembebanan.. 86 Gambar 4.7. Diagram Gaya SFD dan BMD Gambar 4.8. Grafik Perbandingan Momen Maksimal Hasil Pengujian dan Momen Nominal Analisis Gambar 4.9. Lokasi dan Pola Retak Balok A Gambar Kerusakan pada Balok

17 DAFTAR PERSAMAAN Persamaan 2.1. Tegangan Leleh Baja Persamaan 2.2. Tegangan Maksimum Baja Persamaan 2.3. Kadar Air Bambu (%) Persamaan 2.4. Berat Jenis Bambu Persamaan 2.5. Kerapatan Bambu Persamaan 2.6. Kuat Tarik Sejajar Serat Persamaan 2.7. Kuat Tekan Sejajar Serat Persamaan 2.8. Kuat Geser Sejajar Serat Persamaan 2.9. Modulus Lentur Bambu Persamaan Modulus Elastisitas Bambu Persamaan Modulus Kehalusan Pasir Persamaan Kadar Lumpur Agregat Halus Persamaan Bulk Specific gravity Agregat Halus Persamaan Bulk Specific gravity SSD Agregat Halus Persamaan Apparent Specific gravity Agregat Halus Persamaan Absorbtion Agregat Halus Persamaan Prosentase yang Hilang pada Gradasi Agregat Kasar Persamaan Modulus Kehalusan Agregat Kasar Persamaan Prosentase yang Hilang pada Abrasi Agregat Kasar Persamaan Bulk Spesific Gravity Agregat Kasar Persamaan Bulk Spesific Gravity SSD Agregat Kasar Persamaan Apparent Spesific Gravity Agregat Kasar Persamaan Absorbsion Agregat Kasar Persamaan Kuat Lentur Beton pada 1/3 L Persamaan Kuat Lentur Beton pada 5 % diluar 1/3 L Persamaan Tinggi Luasan Tekan pada Balok Persamaan Perhitungan Momen Maksimum Persamaan Kondisi Regangan Seimbang Persamaan Perhitungan Momen Ultimit... 25

18 Persamaan Perhitungan Tulangan Geser Persamaan Nilai margin Persamaan Nilai Kuat Tekan Rata-rata Persamaan Nilai berat jenis agregat campuran Persamaan Kebutuhan agregat campuran Persamaan Kebutuhan agregat halus Persamaan Kebutuhan agregat kasar... 30

19 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL L = Perubahan panjang (mm) a = Jarak rata-rata antara tampang lintang patah dan tumpuan luar yang terdekat, diukur A = Luas penampang (mm 2 ) As = Luas tulangan (mm 2 ) Asb = Luas tulangan balance (mm 2 ) b = Lebar (mm) BJ = Berat jenis bambu (gram/cm 3 ) d = Tinggi efektif (mm) E = Modulus elastisitas (N/mm 2 ) f cr = Kuat tekan rata-rata (N/mm 2 ) fc = Kuat tekan beton (N/mm 2 ) ft = Kuat tarik maksimum (N/mm 2 ) fy = Kuat tarik leleh (N/mm 2 ) h = Tinggi (mm) Ka = Kadar air (%) L M M max M n = Panjang (mm) = Margin = Momen maksimum (kg.m) = Momen nominal (kg.m) MOE = Modulus elastisitas bambu (N/mm 2 ) MOR = Modulus lentur bambu (N/mm 2 )

20 M u Ø p = Momen ultimate (kg.m) = Diameter baja (mm) = Selimut beton (mm) pada 4 tempat pada sisi titik dari bentang (mm) P leleh P maks PPC Sr t = Gaya leleh (N) = Gaya maksimum (N) = Portland Pozzolan Cement = Standar deviasi = Tebal (mm) UTM = Universal Testing Machine δ ε = Lendutan (mm) = Regangan ζ leleh = Tegangan leleh (N/mm 2 ) ζ maks = Tegangan maksimum (N/mm 2 ) ζ tk// ζ tr// η // = Kuat tekan sejajar serat (N) = Kuat tarik sejajar serat (N) = Kuat geser sejajar serat (N)

21 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E Lampiran F Lampiran G Lampiran H Lampiran I : Data Pengujian Benda Uji Bambu : Data Pengujian Benda Uji Baja : Data Pengujian Agregat : Data Mix Design : Data Pengujian Balok : Data Pola Keretakan Balok : Foto Uji Pendahuluan : Aplikasi Ilustrasi : Dokumen Administrasi Skripsi

22