WAHYUNAN ALBANNA

ANALISA STRUKTUR BETON RINGAN (LIGHTWEIGHT CONCRETE) PADA BALOK PERSEGI DAN MEMBANDINGKANNYA DENGAN BETON NORMAL TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh: WAHYUNAN ALBANNA 040404076 BIDANG STUDI STURKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012

ANALISA STRUKTUR BETON RINGAN (LIGHTWEIGHT CONCRETE) PADA BALOK PERSEGI DAN MEMBANDINGKANNYA DENGAN BETON NORMAL Nama Mahasiswa : WAHYUNAN ALBANNA NIM : 04 0404 076 Pembimbing : Prof. Dr. Ing. JOHANNES TARIGAN ABSTRAK Beton ringan (Lightweight Concrete) pertama kali dikembangkan oleh Joseph Hebel pada tahun 1943 di Jerman. Beton ringan dibuat menggunakan agregat ringan (fly ash, batu apung, expanded polystyrene EPS, dll), campuran antara semen; silika; pozollan; dll (dikenal dengan nama aerated concrete) atau semen dengan cairan kimia penghasil gelembung udara (dikenal dengan nama foamed concrete atau cellular concrete).. Beton ringan memiliki berat jenis lebih ringan dari pada material baja, beton bertulang, batu bata, batako bahkan kayu. Beton ringan memili berat jenis 600 1600 kg/m 3. Di Indonesia beton ringan sejak tahun 1970 tlah mulai digunakan, namun hingga saat ini penggunaan beton ringan untuk structural bangunan masih jarang digunakan, melirik dari perkembangannya penulis mencoba merangkum analisa beton ringan secara analisa literature dengan menggunakan peraturan America Concrete Institute (ACI), peraturan ACI yang digunakan adalah ACI 213R-03 dan ACI 318-02. Rumus yang diperoleh kemudian diaplikasikan pada perhitungan desain balok beton ringan pada struktur portal bertingkat dengan kolom beton normal dan selanjutnya dibandingkan dengan balok dan kolom beton normal dengan mutu beton K250 dan K350. ACI 318-02 merekomendasikan kuat tekan beton yang dipersyaratkan digunakan factor perbandingan antara kuat tekan beton ringan dan kuat tekan beton normal adalah fct 6.7 = fc kemudian dengan penurunan rumus diperoleh factor perbandingan fc = 1.7 fct, kemudian factor perbandingan ini disubtitusikan terhadap rumus rumus perhitungan beton normal sesuai rekomendasi Standard Nasional Indonesia (SNI). Hingga diperoleh formula untuk beton ringan Mu fy = ρ.0,8.fy (1 0.346 ρ. ). Dan dalam aplikasi bd2 fct perhitungan diperoleh untuk balok beton ringan dengan mutu beton K250 untuk tulangan tumpuan diperoleh diameter 4 19 dan lapangan 4 14, untuk balok beton normal mutu beton K250 diperoleh untuk tumpuan diameter tulangan 4 20 dan lapangan 4 16, dan untuk beton normal mutu beton K350 diperoleh tulangan tumpuan 4 19 dan tulangan lapangan 4 14. Keyword : Beton ringan, Lightweight Concrete, Beton normal, ACI, SNI

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan hidayah, serta innayah-nyahingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul Analisa Struktur Beton Ringan (Lightweight Concrete) pada Balok Persegi dan Membandingkannya dengan Beton Normal. Tugas akhir ini disusun untuk diajukan sebagai syarat dalam ujian sarjana teknik sipil bidang studi struktur pada fakultas teknik (USU) Medan. Penulis menyadari bahwa isi dari tugas akhir ini masih banyak kekurangannya. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman penulis. Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari bapak dan ibu dosen serta rekan mahasiswa untuk penyempurnaan tugas akhir ini. Penulis juga menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, tugas akhir ini tidak mungkin dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua yang senantiasa penulis cintai yang dalam keadaan sulit telah memperjuangkan dan mengorbankan segalanya baik tenaga, pikiran dan harta hingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ing Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil USU dan juga sebagai dosen pembimbing yang telah banyak memberikan pengajaran dan ilmu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini;

2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil USU; 3. Bapak Ir. Sanci Barus, MT selaku Koordinator Bidang Studi Struktur Teknik Sipil USU 4. Bapak Ir. Daniel Rumbi Teruna, MT selaku dosen pembanding yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini; 5. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT selaku dosen pembanding yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini; 6. Ibu Nursyamsi, ST, MT selaku dosen pembanding yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini; 7. Kedua orang tua dan rekan-rekan mahasiswa serta adik-adik stambuk Teknik Sipil USU yang telah memberikan bantuan, masukan, saran, serta kritik yang bersifat membangun. Akhir kata, saya menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini belum sempurna, baik dari segi isi, bahasa, cara penyusunannya, serta dari segi teori dan analisisnya. Maka dari itu, saya sebagai penyusun memohon maaf sebesarbesarnya apabila terdapat kesalahan dalam Tugas Akhir ini, dan saya bersedia menerima kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan. Terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat. Medan, Desember 2011 Penyusun

DAFTAR ISI ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... i ii iv DAFTAR NOTASI... vii DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... ix x BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang... 1 I.2. Ruang Ringkup Pembahasan... 4 I.3. Tujuan penlitian... 5 I.4. Pembatasan Masalah... 5 I.5. Metodologi Penelitian... 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Pengertian Beton Ringan... 7 II.2. Jeni-jenis Beton Ringan... 8 II.3. Persyaratan dan Ketentuan Perhitungan Beton Ringan... 12 II.4. Faktor-faktor Modifikasi Beton Ringan... 13 II.5. Persyaratan dan Pedoman Bahan... 15 II.6. Pemilihan Proporsi Campuran Beton... 16 BAB III PROPORSI BAHAN DAN RUMUSPERHITUGAN BETON RINGAN III.1. Trial Proporsi Campuran Beton Ringan... 18

III.2. Hasil Percobaan... 27 III.3. Analisa Beton Ringan... 30 III.3.1. Perihutngan Perencanaan... 33 III.3.2. Perencanaan Tulangan Geser... 38 III.3.3. Kontrol Terhadap Lendutan... 43 III.4. Beton Normal... 44 III.5. Diagram Alir Perencanaan... 45 III.6. Kolom... 47 III.6.1 Perhitungan Penampang Kolom... 47 III.6.2 Penampang Dalam Kondisi Regangan Seimbang... 48 III.6.3 Perhitungan Desain... 49 BAB IV APLIKASI PERHITUNGAN IV.1. Umum... 50 IV.1.1. Asumsi Soal... 51 IV.1.2. Dimensi Balok dan Kolom... 53 IV.2. Perencanaan Struktur Beton Ringan... 54 IV.2.1. Perhitungan Beban... 54 IV.2.2. Perhitungan Balok Beton Ringan... 61 IV.2.3. Perhiungan Kolom... 65 IV.2.7 Menentukan Sengkan yang Diperlukan... 59 IV.3. Perencanaa Struktur Beton Normal... 66 IV.3.1. Perhitungan Beban... 66 IV.3.2. Perhitungan Balok Beton Normal... 72

IV.3.3. Perhitungan Kolom... 76 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan... 79 V.2. Saran... 80 DAFTAR PUSTAKA... 82 LAMPIRAN

DAFTAR NOTASI As b C D d Ec Es Fx Fy f c fct fr fy H h K L Mr Mu U Pu = Luas penampang tulangan baja = lebar balok atau kolom = Coefisien gempa dasar = Beban mati = Tinggi efektif = Modulus elastisitas beton = Modulus elasitisitas baja = Distribusi gaya geser horinzontal arah x = Distribusi gaya geser horinzontal arah y = Kuat tekan beton normal = Kuat tekan beton ringan = Modulus runtuh beton tarik = Kuat leleh baja = Tinggi Struktur = Tinggi balok atau kolom = Kekakuan struktur = Beban hidup = Momen retak pada saat diperkirakan akan terjadi retak awal = Momen = Beban terfaktor = Gaya Normal

p T Q V c V u V n Vx Vy W W t.ret ρ ρ b ε σ Ø ØD = Penutup beton = Waktu getar alami bangunan = Beban gempa = Kekuatan Geser = Gaya lintang = Kuat geser nominal = Gaya geser horizontal akibat gempa arah x = Gaya geser horizontal akibat gempa arah y = Berat bangunan = Momen lawan (tahanan) dari penampang yang tak retak = Rasio Tulangan = Rasio tulangan keadaan seimbang = Regangan = Tegangan = Faktor Reduksi = Diameter tulangan

DAFTAR TABEL Tabel. 1 Rekomendasi Slump untuk berbagai jenis konstruksi... 19 Tabel. 2 Perkiraan pencampuran air dan kebutuhan kadar udara (air content) untuk slump yang berbeda dan ukuran maksimum nominal agregat... 22 Tabel. 3 (a)-hubungan antara rasio air-semen dan kuat tekan beton... 24 Tabel. 3 (b)- rasio air-semen maksimum yang diijinkan untuk beton dalam... 24 Tabel. 4 Volume agregat kasar per unit volume beton... 25 Tabel. 6 Proporsi Bahan... 30 Tabel. 7 Perbandinga Nilai fr beton ringan dan beton normal... 31 Tabel. 8 Rasio tulangan ρ b kondisi seimbang... 36 Tabel. 9. Rasio tulangan maksimum ρ maks... 36 Tabel.10 Rasio tulangan minimum ρ min... 38 Tabel.11 Nilai-nilai V c... 40 Tabel.12 nilai v s maks untuk berbagai mutu beton ringan... 43 Tabel.13. tebal minimum h... 44 Tabel.14 Perbandingan variabel beton ringan dan beton normal... 51 Tabel.15 Beban gempa tiap tingkat struktur beton ringan... 61 Tabel.16 Beban gempa tiap tingkat struktur beton normal... 72 Tabel.17 Ragkuman Hasil Perencanaan Balok... 77 Tabel.18 Ragkuman Hasil Perencanaan kolom... 78

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Serikat kelembaban dalam agregat... 15 Gambar 3.1 diagram regangan dan tegangan dalam kondisi seimbang... 32 Gambar 3.2 diagram tegangan... 33 Gambar 3.3 diagram regangan... 34 Gambar 3.4 Diagrama alir perencanaan balok... 46 Gambar 4.1 denah stuktur... 52 Gambar 4.2 pemodelan struktur arah melintang... 52