I SAPTO AGUNG NUGROHO PAMUNGKAS NIM I

Transkripsi

1 KAPASITAS LENTUR BALOK BETON TULANGAN BAMBU PETUNG VERTIKAL DENGAN TAKIKAN TIPE U LEBAR 1 CM DAN 2 CM PADA TIAP JARAK 15 CM Flexural Capacity of Vertical Bamboo Petung Reinforcement Concrete Beam U-Type Notches 1 and 2 cm Width at 15 cm in Distance SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : I SAPTO AGUNG NUGROHO PAMUNGKAS NIM I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

2 KAPASITAS LENTUR BALOK BETON TULANGAN BAMBU PETUNG VERTIKAL DENGAN TAKIKAN TIPE U LEBAR 1 CM DAN 2 CM PADA TIAP JARAK 15 CM Flexural Capacity of Vertical Bamboo Petung Reinforcement Concrete Beam U-Type Notches 1 and 2 cm Width at 15 cm in Distance SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : I SAPTO AGUNG NUGROHO PAMUNGKAS NIM I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i

3 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah Bapa, Putra dan Roh Kudus Tritunggal yang Esa atas Berkat dan anugerahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Analisis Kapasitas Lentur Balok Beton Tulangan Bambu Petung Vertikal Dengan Takikan Tipe U lebar 1 cm dan 2 cm Pada Tiap Jarak 15 cm Terhadap Tulangan Baja. 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. Endang Rismunarsi, MT, selaku Dosen Pembimbing II skripsi. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai. 4. Ir. Agus P Saido, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing Akademik. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai. 5. Semua Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 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, 4 Januari 2016 Penyusun viii

4 ix

5 MOTTO Tetapi carilah dulu kerajaan Allah dan kebenaran-nya, maka semuanya itu akan ditambahakan kepadamu. (Matius 6 : 33) Janganlah mengejar kesuksesan, tetapi jadilah orang besar maka kesuksesan akan mengikutimu. iv

6 PERSEMBAHAN Puji Syukur kepada Allah Bapa, Putra dan Roh Kudus sehingga skripsi ini bisa selesai dan dengan rasa bersyukur dan bahagia, skripsi ini saya persembahakan kepada : 1. Allah Bapa, Putra dan Roh Kudus Tritunggal Yang Esa yang dikenal dalam nama Tuhan Yesus Kristus untuk setiap Berkat dan Anugrah yang selalu mengalir dalam kehidupanku. 2. Kedua Orang Tuaku, Alm. Bp. Yoseph Sadiman dan Ibu Elisabeth Anik Susarni untuk setiap kasih sayang, doa, bimbingan dan dukungannya yang tak pernah berhenti sampai saat ini. 3. Keenam kakakku, Mbak Nanik, mbak Is, mbak Ester, mbak Yanti, mbak Tatik, mbak Tutik untuk setiap dukungan dan doanya dan juga untuk mas Sony untuk setiap dukungannya. 4. Bapak Agus Setiya Budi, S.T.,M.T. dan Ibu Ir. Endang Rismunarsi, M.T. atas setiap bimbingan dan dukungannya. 5. Emma Indira Mandayaningrum untuk kasih sayang dan kesabaran menemaniku disetiap waktu. 6. Tim bambu 2015 Kemal, Dana, Haris, Farid, Resa, Bagus dan Okto untuk kerja samanya dan kerja kerasnya semoga usaha yang telah kita jalani berguna untuk masa depan kita. 7. Anak-anak kost anugrah, Fandi, Vikry, Edwin, Agel, Safan, Chandra, Faisal, Naufal, Titok, Yudis dan Hadio untuk semangatnya. 8. Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2011 yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu untuk setiap dukungannya. 9. Teman-teman pemuda GKJ Nusukan, Ody, Ian, Samuel, Ipink, Mbendul, Lilik, Josh, Tito untuk setiap semangat yang sudah kalian berikan. 10. Sahabatku Ian Danarko untuk setiap dukungannya. v

7 DAFTAR ISI Halaman Judul i Daftar Isi ii Daftar Gambar... v Daftar Tabel... viii Daftar Notasi dan Simbol... x Daftar Lampiran xii BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Landasan Teori Bambu Petung Beton Material Penyusun Beton Balok BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Uraian Umum Bahan Bambu Agregat Semen Baja ii

8 3.3. Benda Uji Peralatan Penelitian Tahap Penelitian Tahap Persiapan Tahap Pengujian Pendahuluan Pengujian Karakteristik Bambu Pengujian Bahan Dasar Beton Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan Rencana Campuran Beton (Mix Design) Pengujian Kuat Tekan Beton Tahap Pembuatan Benda Uji Tahap Pengujian Kuat Lentur Tahap Analisis Data Tahap Kesimpulan dan saran Diagram Alir Penelitian BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Karakteristik Material Bambu Petung Material Penyusun Beton Tulangan Baja Rencana Campuran Adukan Beton (Mix Design) Hasil Pengujian Slump Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Hasil Pengujian dan Analisis Data Kuat Lentur Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Analisis Data Hasil Uji Statistik Anova Uji Kenormalan Uji Homogenitas Variansi iii

9 Uji One Way Anova Uji Perbandingan Pembahasan Karakteristik Material Bambu dan Baja Kuat Lentur Balok dan Kapasitas Lentur Balok Pola Keruntuhan Balok Benda Uji BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran Daftar Pustaka... xiii iv

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Penampang Bambu Gambar 2.2. Nodia dan Internodia Bambu Gambar 2.3. Diagram Tegangan-Regangan Bambu dan Baja Gambar 2.4. Spesimen Bambu Gambar 2.5. Perletakan dan Pembebanan Balok Uji Gambar 2.6. Daerah Patah Pada Balok Uji Pada Pusat 1/3 Bentang Gambar 2.7. Daerah Patah Pada Balok Uji Diluar 1/3 Bentang Gambar 2.8. Distribusi Tegangan dan Regangan Pada Penampang Beton Gambar 2.9. SFD dan BMD Gambar Distribusi Tegangan dan Regangan Pada Penampang Beton Gambar 3.1. Bambu Petung (Dendrocalamus Asper) Gambar 3.2. Balok Benda Uji Gambar 3.3. Bambu Takikan Lebar 10mm dan 20 mm Gambar 3.4. Detail Benda Uji Balok Bertulangan Bambu Gambar 3.5. Timbangan Digital Gambar 3.6. Timbangan Bascule Gambar 3.7. Ayakan Gambar 3.8. Mesin Los Angelos Gambar 3.9. Corong Konik dan Alat Penumbuk Gambar Kerucut Abrams dan perlengkapannya Gambar Oven Gambar Cetakan Benda Uji Beton Gambar Universal Testing Machine Gambar Loading Frame Gambar Hydraulic Jack Gambar Tranducer Gambar Benda Uji Kadar Air dan Kerapatan Bambu Gambar Benda Uji Kuat Tekan Sejajar Serat Sebelum Uji Gambar Benda Uji Kuat Tekan Sejajar Serat Setelah Uji Gambar Benda Uji Kuat Tarik commit Sejajar to Serat user Sebelum Uji v

11 Gambar Pengujian Benda Uji Kuat Tarik Sejajar Gambar Benda Uji Kuat Tarik Sejajar Serat Setelah Uji Gambar Benda Uji Kuat Geser Sejajar Serat Sebelum Uji Gambar Pengujian Kuat Geser Sejajar Serat Gambar Benda Uji Kuat Geser Sejajar Serat Setelah Uji Gambar Benda Uji Kuat Lentur Bambu Sebelum Uji Gambar Pengujian Kuat Lentur Bambu Gambar Benda Uji Kuat Lentur Bambu Setelah Uji Gambar Pengujian Kuat Tarik Tulangan Baja Gambar Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton Gambar Penebangan Bambu Gambar Tulangan Bambu Sebelum Ditakik Gambar Pengawetan Tulangan Bambu Gambar Pembuatan Takikan Pada Bambu Gambar Penulangan Tulangan Bambu Gambar Pembuatan Bekisting Gambar Memasukkan Tulangan ke Bekisting Gambar Penimbangan Material Gambar Mixing Material Penyusun Beton Gambar Pengujian Slump Gambar Pengecoran Balok Gambar Balok Beton Bertulangan Bambu Gambar Pembebanan Benda Uji Gambar Setting Up Alat Pengujian Balok Gambar Bagan Alir Tahap Penelitian 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 Antara Beban Dengan Lendutan Setiap Benda Uji Balok gambar 4.6. Grafik Perbandingan Kuat commit Lentur to user vi

12 gambar 4.7. Diagram Gaya SFD dan BMD gambar 4.8. Grafik Perbandingan Momen Nominal Hasil Pengujian dan Analisis gambar 4.9. Pola Keruntuhan Balok BA vii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Berat Jenis Dari 6 Jenis Bambu (gr/cm 3 ) Tabel 2.2. Kuat Tarik Bambu Kering Oven Tabel 2.3. Tegangan Tarik Bambu Tanpa Nodia Kering Oven Tabel 2.4. Jenis-Jenis Semen Portland Tabel 2.5. Persyaratan Gradasi Agregat Halus Tabel 2.6. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar Tabel 3.1. Benda Uji Kuat Lentur Tabel 4.1. Hasil Pendahuluan Karakteristik Sifat Fisika Bambu Petung Tabel 4.2. Hasil Pengujian Pendahuluan Kuat Geser dan Kuat Tekan Sejajar Serat Bambu Petung Tabel 4.3. Hasil Pengujian Pendahuluan Kuat Tarik Sejajar Serat dan Modulus Elastisitas Bambu Petung Maksimum Tabel 4.4. Hasil Pengujian Pendahuluan Kuat Tarik Sejajar Serat dan Modulus Elastisitas Bambu Petung Saat Leleh Tabel 4.5. Hasil Pengujian MOR dan MOE Bambu Petung Posisi Vertikal Tabel 4.6. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus Tabel 4.7. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur Pada Pasir Tabel 4.8. Tabel Perubahan Warna Tabel 4.9. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus Tabel 4.10.Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Tabel 4.11.Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar Tabel 4.12.Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja Ø 8 Mm Tabel 4.13.Kebutuhan Material Penyusun Beton Untuk Pengujian Tabel 4.14.Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Umur 28 Hari Balok Bambu Tabel 4.15.Rangkuman Hasil Pengujian Kuat Lentur Tabel 4.16.Hasil Hitungan Kuat Lentur Balok Beton Tabel 4.17.Rangkuman Hasil Perhitungan Momen Nominal Pengujian Tabel 4.18.Rangkuman Hitungan Momen Nominal Analisis Pada Saat Leleh Tabel 4.19.Hasil Uji Kenormalan Tabel 4.20.Hasil Homogenitas Variansi commit... to user 84 viii

14 Tabel 4.21.Hasil Uji One Way Anova Tabel 4.22.Hasil Uji Perbandingan Tukey Tabel 4.23.Hasil Kesimpulan Tabel 4.24.Karakteristik Material Bambu Tabel 4.25.Karakteristik Material Baja Tabel 4.26.Rangkuman dan Perbandingan Kuat Lentur Balok Bambu dan Baja Tabel 4.27.Rangkuman Kapasitas Lentur Balok Tabel 4.28.Perbandingan Kapasitas Lentur Balok Bambu dan Balok Baja Tabel 4.29.Rangkuman Pola Keruntuhan Balok ix

15 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 h = Tinggi (mm) = Tinggi (mm) Ka = Kadar air (%) L M = Panjang (mm) = Margin x

16 Mmax = Momen maksimum (kg.m) Mn = Momen nominal (kg.m) MOE = Modulus elastisitas bambu (N/mm 2 ) MOR = Modulus lentur bambu (N/mm 2 ) Mu Ø p = Momen ultimate (kg.m) = Diameter baja (mm) = Selimut beton (mm) pada 4 tempat pada sisi titik dari bentang (mm) Pleleh = Gaya leleh (N) Pmaks = Gaya maksimum (N) PPC Sr t = Portland Pozzolan Cement = Standar deviasi = Tebal (mm) UTM = Universal Testing Machine δ ε = Lendutan (mm) = Regangan σleleh = Tegangan leleh (N/mm 2 ) σmaks = Tegangan maksimum (N/mm 2 ) σtk// σtr// τ // = Kuat tekan sejajar serat (N) = Kuat tarik sejajar serat (N) = Kuat geser sejajar serat (N) xi

17 Abstrak I Sapto, Kapasitas Lentur Balok Beton Tulangan Bambu Petung Vertikal Dengan Takikan Tipe U Dengan Lebar 1 cm dan 2 cm Pada Tiap Jarak 15 cm. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Semakin bertambahnya penduduk semakin bertambah juga kebutuhan akan rumah tinggal sehingga mengakibatkan bertambahnya kebutuhan penggunaan baja sebagai tulangan, sedangkan baja adalah bahan material yang tidak dapat diperbaharui sehingga semakin menipis akan semakin mahal. Daerah pedesaan banyak memiliki potensi bambu sehingga para ahli struktur banyak meneliti tentang penggunaan bambu sebagai alternatif pengganti tulangan baja pada pembuatan rumah sederhana sehingga masyarakat pedesaan golongan ekonomi menengah ke bawah dapat membangun rumah tinggal dengan biaya yang relatif lebih murah. Tujuan penelitian ini yaitu mengetahui nilai kapasitas lentur pada balok beton tulangan bambu petung vertikal dengan takikan tipe u lebar 1 cm dan 2 cm pada tiap jarak 15 cm. Material bambu yang digunakan pada penelitian ini adalah menggunakan bambu petung yang dipotong dengan dimensi 5 mm x 20 mm x 1800 mm. Jumlah benda uji pada penelitian ini adalah 18 buah balok berukuran 110 mm x 150 mm x 1700 mm dengan rincian enam buah balok menggunakan takikan 1cm, enam buah balok menggunakan takikan 2 cm dan 6 buah balok menggunakan tulangan baja polos Ø8 mm. Mutu beton yang digunakan yaitu minimal 17,5 Mpa dan uji lentur dilakukan pada umur balok 28 hari dengan metode two point loading. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini menunjukan bahwa nilai kapasitas lentur balok beton tulangan bambu dengan takikan 1 cm sebesar 0,3264 ton-m, dengan takikan 2 cm 0,3668 ton-m dan dengan tulangan baja Ø8 sebesar 0,5643 ton-m sehingga didapatkan nilai perbandingan dalam persen antara balok beton tulangan bambu takikan 1 cm dan balok beton tulangan bambu takikan 2 cm dengan balok beton tulangan baja Ø8 mm yaitu berturut-turut sebesar 57,85 % dan 64,99 %. Kata kunci : Kapasitas Lentur, Tulangan Bambu, Balok Beton Tulangan Bambu iv

18 Abstract I Sapto, Flexural Capacity of Vertical Bamboo Petung Reinforcement Concrete Beam U-Type Notches 1 and 2 cm Width at 15 cm in Distance. Essay, Civil Engineering Deparment. Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Increasing of population makes increase homes are needed so make result needs for using of steel as reinforcement increase, while steel is a material that can not be updated so make dimnish and will be more expensive. Many rural areas have the potential of bamboo so experts examine the structure of a lot about the use of bamboo as an alternative to steel reinforcement in the manufacture of simple house so that rural communities and lower economic classes can build homes with a relatively cheaper cost. The purpose of this research is to know the value of the flexural capacity of vertical bamboo petung reinforcement concrete beam u-type notches 1 and 2 cm width at 15 cm in distance. Bamboo material used in this study is the use of bamboo petung were cut with dimensions of 5 mm x 20 mm x 1800 mm. The amount of the specimen in this study were 18 pieces with dimention 110 mm x 150 mm x 1700 mm with details of the six beams using notches 1cm, six beams using notches 2 cm and 6 pieces of beams using steel reinforcement Ø8 mm. Quality of concrete used is at least 17.5 MPa and a bending test carried out at the age of 28 days beam with twopoint loading method. The results obtained from this study showed that the value of reinforcement concrete beam flexural capacity of bamboo with a notch 1 cm by ton-m, with 2 cm notches tons-m and with steel reinforcement Ø8 amounted to tons-m so obtained value of the ratio in percent between concrete beam reinforcement indentation 1 cm bamboo and bamboo reinforcement concrete beam notches 2 cm with steel reinforcement concrete beams that Ø8 mm, respectively for 57.85% and 64.99%. Keyword : Flexural Capacity, Bamboo Reinforcement, Bamboo Reinforcement Concrete Beam v