Kata Kunci : beton, baja tulangan, panjang lewatan, Sikadur -31 CF Normal

Transkripsi

1 ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui beban yang mampu diterima serta pola kegagalan pengangkuran pada balok dengan beton menggunakan dan tanpa menggunakan bahan perekat Sikadur -31 CF Normal dengan panjang lewatan yang dihitung berdasarkan rumus SNI dan rumus tegangan lekatan Benda uji yang dibuat dalam penelitian ini adalah benda uji balok dengan ukuran (1400 x 200 x 130) mm. Metode Pengujian yang digunakan adalah pengujian dengan dua titik pembebanan. Jarak dari tumpuan ke tumpuan adalah 1200 mm. Mutu beton yang direncanakan 20 MPa. Tulangan utama balok yang dipakai berdiameter 13 mm dengan fy = 394,82 MPa, sedangkan tulangan geser balok berdiameter 8 mm. Ketebalan epoxy yang dipakai adalah 2 mm. Untuk panjang lewatan tanpa menggunakan bahan perekat Sikadur -31 CF Normal dihitung dengan rumus SNI , sehingga didapat panjang lewatan sebesar 390 mm. Sedangkan untuk panjang lewatan dengan bahan perekat Sikadur -31 CF Normal akan dihitung dengan menggunakan rumus SNI dan rumus tegangan lekatan yang didasarkan pada penelitian sebelumnya. Dari kedua rumus panjang lewatan dengan bahan perekat ini kemudian akan dibuat variasi panjang lewatannya, sehingga didapat variasi panjang lewatan sebesar 270 mm, 338 mm, 406 mm, 474 mm, 542 mm dan 610 mm. Masing masing benda uji akan dibuat 1 buah sampel. Dari hasil penelitian menunjukkan benda uji menggunakan bahan perekat dengan panjang lewatan 270 mm mampu menahan beban 32,5 kn, panjang lewatan 338 mm dengan beban 37,5 kn, panjang lewatan 406 mm dengan beban 36 kn, panjang lewatan 474 mm dengan beban 42,5 kn, panjang lewatan 542 mm dengan beban 43,5 kn dan panjang lewatan 610 mm dengan beban 45 kn. Sedangkan untuk panjang lewatan 390 mm tanpa bahan perekat mampu menahan beban 43 kn. Panjang lewatan 270 mm, 338 mm dan 406 mm dengan bahan perekat belum mencapai kondisi tulangan leleh. Sedangkan panjang lewatan 474 mm, 542 mm, 610 mm dengan menggunakan bahan perekat dan panjang lewatan 390 mm tanpa bahan perekat mampu mencapai kondisi tulangan leleh. Kata Kunci : beton, baja tulangan, panjang lewatan, Sikadur -31 CF Normal i

2 UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan kuasa-nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul Kuat Lekat dan Pola Kegagalan Pengangkuran pada Beton dengan Bahan Perekat Sikadur -31 CF Normal dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Penyusunan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar S-1 pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana. Selama pembuatan tulisan ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut, melalui kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Udayana. 2. Bapak I Ketut Sudarsana, ST., Ph.D. Selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana. 3. Bapak A. A. Gede Sutapa, ST., MT. dan Bapak Ir Putu Deskarta, MSc selaku dosen pembimbing Tugas Akhir. 4. Bapak Ida Bagus Rai Widiarsa, ST., MASc, PhD. Selaku Ketua Lab. Struktur dan Bahan, Uiversitas Udayana. 5. Bapak Putu Wiryanta, ST. Dan Bapak I Wayan Suditha Yasa, ST. Selaku Teknisi Lab. Struktur danbahan, Universitas Udayana. 6. Semua pihak yang telah membantu pembuatan tulisan ini dari awal sampai akhir. Penulis menyadari bahwa tulisan ini jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak demi sempurnanya tulisan ini. Akhir kata, penulis harapkan semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Denpasar, Juli 2016 Penulis, ii

3 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ABSTRAK UCAPAN TERIMA KASIH DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR NOTASI Halaman i ii iii v vii viii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Beton Semen Portland Agregat Air Baja Tulangan Beton Bertulang Desain Lentur dengan Beban Terfaktor Balok dengan Tulangan Tunggal Analisis Penampang Kondisi Balance Tegangan Lekatan Penyaluran dan Penyambungan Tulangan Penyaluran Batang Ulir Tertarik Penyaluran Batang Ulir Tertekan Sambungan Lewatan pada Beton Sambungan Lewatan pada Kondisi Tarik Sambungan Lewatan pada Kondisi Tekan Perekat Epoxy Lendutan Perilaku Keruntuhan Balok Beton Bertulang 33 BAB III METODE PENELITIAN Uraian Umum Tempat dan Waktu Penelitian Tahap dan Prosedur Penelitian Alat alat yang digunakan dalam Penelitian Perancangan Rencana Campuran Beton Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus 40 iii

4 Standar Pengujian Terhadap Agregat Kasar Pembuatan Benda Uji Estimasi Dimensi Penampang Analisis Penampang Benda Uji Balok Perhitungan Panjang Lewatan Benda Uji Benda Uji Penelitian Langkah Langkah Penanaman Tulangan Angkur Pengujian Nilai Slump Perawatan (Curing) Pengujian Kuat Tekan Beton Pengujian Kuat Lentur Balok 55 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEBAHASAN Hasil Penelitian Material Pembentuk Beton Hasil Pengujian Agregat Halus Hasil Pengujian Agregat Kasar Pemeriksaan Semen Pengujian Kuat Tarik Baja Hasil Perhitungan Campuran Beton Pegujian Nilai Slump Pengujian Kuat Tekan Beton Analisis Beban Teoritis Hasil Eksperimen Beban Teoritis yang Mampu Dipikul Balok Beban Teoritis Berdasarkan Luas Tulangan Geser Pembahasan Beban dan Lendutan pada Balok Pola Keretakan Balok Perbandingan Balok dengan dan tanpa Menggunakan Sikadur -31 CF Normal 82 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEBAHASAN Kesimpulan Saran 87 DAFTAR PUSTAKA 88 LAMPIRAN A Detail Benda Uji 89 LAMPIRAN B Data dan Hasil Pengujian Baja 97 LAMPIRAN C Hasil Pemeriksaan Bahan 98 LAMPIRAN D Campuran Beton 120 LAMPIRAN E Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton 139 LAMPIRAN F Data Hasil Pengujian Lentur Beton 140 LAMPIRAN G Persamaan Berdasarkan Hubungan Panjang Lewatan dengan Beban Eksperimen 142 LAMPIRAN H Perkiraan Tegangan Lekatan Tulangan Angkur pada Balok 149 LAMPIRAN I Foto Pelaksanaan 153 iv

5 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Berbagai kurva relasi tegangan regangan untuk beberapa jenis beton 6 Gambar 2.2. Diagram tegangan regangan tulangan baja 11 Gambar 2.3. Benda uji tulangan ulir/deform 12 Gambar 2.4. Beberapa kurva tegangan regangan dari tulangan baja untuk berbagai mutu 14 Gambar 2.5. Kurva tegangan regangan beton dan baja pada suatu elemen beton bertulang yang dibebani 14 Gambar 2.6. Tegangan regangan teoritis lentur penampang persegi empat 16 Gambar 2.7. Perubahan diagram tegangan parabolik ke blok tegangan ekivalen 18 Gambar 2.8. Parameter Penampang 19 Gambar 2.9. Diagram regangan, tegangan, gaya gaya dalam penampang balok 20 Gambar 2.10 Diagram regangan, tegangan dan gaya kondisi seimbang 22 Gambar Perilaku lekatan sepanjang tulangan 24 Gambar Panjang penyaluran baja tulangan 25 Gambar Penyaluran baja tulangan pada balok kantilever 26 Gambar Batang tulangan kolom yang digeser (offset) 30 Gambar Sambungan selang seling (staggered) 30 Gambar Penampang komponen struktur tekan dengan sengkang ikat 31 Gambar Grafik hubungan beban lendutan balok 33 Gambar 3.1. Bagan alir tahap-tahap pelaksanaan penelitian 37 Gambar 3.2. Metode pengujian kuat lentur balok 41 Gambar 3.3. Potongan melintang benda uji 43 Gambar 3.4. Bidang momen dan gaya lintang balok 44 Gambar 3.5. Detail balok benda uji 51 Gambar 3.6. Detail potongan A-A 51 Gambar 3.7. Detail potongan B-B 51 Gambar 3.8. Detail potongan C-C 52 Gambar 4.1. Grafik hubungan antara diameter saringan dengan % lolos saringan pada gradasi agregat halus tahap I 57 Gambar 4.2. Grafik hubungan antara diameter saringan dengan % lolos Saringan pada gradasi agregat halus tahap II 58 Gambar 4.3. Grafik hubungan antara diameter saringan dengan % lolos Saringan pada gradasi agregat kasar tahap I 60 Gambar 4.4. Grafik hubungan antara diameter saringan dengan % lolos Saringan pada gradasi agregat kasar tahap II 61 Gambar 4.5. Reaksi perletakan beban dua tumpuan 66 Gambar 4.6. Grafik hubungan antara beban dengan lendutan pada balok dengan panjang lewatan 270 mm menggunakan v

6 Gambar 4.7. Gambar 4.8. Gambar 4.9. Sikadur -31 CF Normal 68 Grafik hubungan antara beban dengan lendutan pada balok dengan panjang lewatan 338 mm menggunakan Sikadur -31 CF Normal 69 Grafik hubungan antara beban dengan lendutan pada balok dengan panjang lewatan 406 mm menggunakan Sikadur -31 CF Normal 70 Grafik hubungan antara beban dengan lendutan pada balok dengan panjang lewatan 474 mm menggunakan Sikadur -31 CF Normal 71 Gambar Grafik hubungan antara beban dengan lendutan pada balok dengan panjang lewatan 542 mm menggunakan Sikadur -31 CF Normal 72 Gambar Grafik hubungan antara beban dengan lendutan pada balok dengan panjang lewatan 610 mm menggunakan Sikadur -31 CF Normal 73 Gambar Grafik hubungan antara beban dengan lendutan pada balok dengan panjang lewatan 390 mm tanpa menggunakan Sikadur -31 CF Normal 74 Gambar Keretakan pada benda uji B Gambar Keretakan pada benda uji B Gambar Keretakan pada benda uji B Gambar Keretakan pada benda uji B Gambar Keretakan pada benda uji B Gambar Keretakan pada benda uji B Gambar Keretakan pada benda uji B 390 (monolit) 77 Gambar Grafik perbandingan balok menggunakan dan tanpa Menggunakan Sikadur -31 CF Normal berdasarkan hubungan beban dan lendutan 83 Gambar Grafik hubungan variasi panjang lewatan dengan masing masing beban maksimum yang diperoleh 84 vi

7 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Persyaratan gradasi agregat halus 8 Tabel 2.2. Persyaratan gradasi agregat kasar 9 Tabel 2.3. Panjang Penyaluran pada Kondisi Tarik 27 Tabel 2.4. Syarat sambungan lewatan tarik 29 Tabel 2.5. Lendutan ijin maksimum 32 Tabel 3.1. Tabulasi jenis, variasi dan jumlah benda uji 50 Tabel 4.1. Nilai Kuat tarik baja tulangan 62 Tabel 4.2. Nilai slump campuran beton tahap I 63 Tabel 4.3. Nilai slump campuran beton tahap II 63 Tabel 4.4. Hasil pengujian kuat tekan beton umur 42 hari 64 Tabel 4.5 Hasil pengujian kuat tekan beton umur 28 hari 64 Tabel 4.6. Perbandingan beban eksperimen dan lendutan eksperimen dengan beban teoritis dan lendutan ijin 83 vii

8 DAFTAR NOTASI A = luas bidang (mm 2 ) a = tinggi blok tegangan persegi ekivalen (mm) As = luas penampang baja tulangan (mm 2 ) Av = luas tulangan geser (mm 2 ) b = lebar penampang balok (mm) bd = luas penampang balok (mm 2 ) c = jarak dari serat tekan terluar ke garis netral (mm) Cc = gaya tekan beton (N) d = tinggi efektif penampang (mm) d = jarak antara tulangan dan tepi beton bagian bawah (mm) db = diameter nominal batang tulangan, kawat, atau strand prategang (mm) εcu = regangan ultimit beton εs = regangan baja tulangan Es = modulus elastisitas tulangan dan baja structural (MPa) fb = tegangan lekatan (MPa) f c = kuat tekan beton (MPa) f cr = kuat tekan rata-rata (MPa) fs = tegangan tarik yang dihitung dalam tulangan saat beban layan (MPa) fy = tegangan leleh baja tulangan (MPa) h = tinggi total penampang (mm) k lingkar = keliling lingkaran (mm) Ktr = indeks tulangan transversal L = panjang balok (mm) ld = panjang penyaluran tarik batang tulangan ulir, kawat ulir, tulangan kawat las polos dan ulir, atau strand pratarik (mm) l selimut = luas selimut lingkaran (mm 2 ) lw = panjang lewatan tulangan (mm) Mn = kekuatan lentur nominal pada penampang (Nmm) n = jumlah benda Ø = faktor reduksi kekuatan P = beban (N) s = jarak antar sengkang (mm) Ts = gaya tarik tulangan baja (N) Vc = kekuatan geser nomial yang disediakan oleh beton (N) Vn = kekuatan geser nominal (N) Vs = kekuatan geser nominal yang disediakan oleh tulangan geser (N) Vu = gaya geser terfaktor pada penampang (N) β 1 = faktor yang menghubungkan tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen dengan tinggi sumbu netral λ = faktor modifikasi yang merefleksikan properti mekanis tereduksi dari beton ringan, semuanya relatif terhadap beton normal dengan kuat tekan yang sama ρ = rasio As terhadap bd = rasio As terhadap bd yang menghasilkan kondisi regangan seimbang ρ b viii

9 ρ max ρ min ψe ψs ψt = rasio tulangan maksimum = rasio tulangan minimum =faktor yang digunakan untuk memodifikasi panjang penyaluran berdasarkan pada pelapis tulangan =faktor yang digunakan untuk memodifikasi panjang penyaluran berdasarkan pada ukuran tulangan =faktor yang digunakan untuk memodifikasi panjang penyaluran berdasarkan pada lokasi tulangan ix