I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Balok merupakan elemen struktur yang selalu ada pada setiap bangunan, tidak terkecuali pada bangunan rumah tinggal sederhana. Balok merupakan bagian struktur yang fungsinya diantaranya ialah, sebagai pengaku horizontal, pendukung plat, dan bagian rangka struktur bangunan. Balok dikenal juga sebagai elemen struktur lentur, sehingga balok lebih dominan menahan gaya dalam bentuk momen lentur dan geser (Sulistyadi, H.P. dan Subiyantoro, 1993). Material bangunan yang digunakan untuk membuat balok beraneka ragam diantaranya, kayu, bambu, dan beton. Pada pembangunan rumah tinggal material balok yang digunakan biasanya berupa beton. Hal ini karena balok-beton tidak memerlukan perwatan khusus seperti halnya balok-kayu atau balok-bambu selain itu, pada daerah tertentu harga balok-beton relatif lebih murah daripada balok-kayu. Dalam pelaksanaan pembuatan balok-beton, masyarakat umumnya menggunakan metode pengecoran konvensional. Metode pengecoran konvensional adalah pengecoran yang dilakukan ditempat bangunan itu dibangun. Metode konvensional dikenal juga dengan nama sistem cor ditempat. Pada pelaksanaan pembangunan rumah tinggal, pekerjaan beton dengan menggunakan sitem cor ditempat lebih sederhana daripada menggunakan sistem beton precast (beton pracetak). Hal ini dikarenakan sistem cor ditempat hanya menggunakan peralatan perkakas sederhana (skop, cangkul, dsb) dan tidak memerlukan alat bantu khusus seperti tower crane. Tetapi sistem cor ditempat memiliki beberapa kelemahan 1
2 diantaranya, memerlukan biaya tambahan untuk pekerjaan bekisting dan pengecoran, waktu pengerjaannya relatif lama, serta sulit mengontrol mutu betonnya. Pada dasarnya sistem balok-beton pracetak dapat digunakan pada pembangunan rumah tinggal sederhana. Sistem balok-beton pracetak pada rumah tinggal memerlukan beberapa penyesuaian terkait ketersediaan tenaga terampil, berat balok, serta alat bantu yang harus digunakan (seperti pengganti tower crane). Pada saat ini sistem beton pracetak baru digunakan pada gedung-gedung bertingkat dengan ukuran besar. Penggunaan beton pracetak ini bertujuan untuk memenuhi tuntutan waktu pekerjaan yang singkat serta pertimbangan-pertimbangan ekonomis lainnya. Beton pracetak adalah beton yang dibuat secara fabrikasi yang diangkut untuk dipasang pada tempatnya kemudian disambung. Beton pracetak memiliki beberapa manfaat, antara lain terkait dengan waktu, biaya, kualitas, predictability, keandalan, produktivitas, kesehatan, keselamatan, lingkungan, koordinasi, inovasi, reusability serta relocatability. Komposisi balok-beton pracetak yang ada di pasaran sama seperti beton konvesional biasa. Kompoisi balok-beton pracetak tersebut berupa komposit beton dan baja tulangan, sedangkan balok-beton pracetak dengan komposit beton dan baja ringan tergolong baru dipasaran. Secara teoritis baja ringan memiliki kekutan struktur yang dapat disandingan dengan baja tulangan biasa. Baja ringan juga memiliki bobot yang lebih ringan daripada baja tulangan biasa, sehingga dapat mengurangi berat sendiri balok tersebut. Balok-beton pracetak komposit baja ringan dapat digunakan pada rumah tinggal sederhana, karena memiliki berat sendiri yang lebih ringan. Hal ini akan
3 berdampak pada penggunaan alat bantu yang lebih sederhana saat pelaksanaan pemasangannya. Baja ringan adalah baja canai dingin dengan kualitas tinggi yang bersifat ringan dan tipis, tetapi memiliki kekuatan yang dapat disandingkan dengan baja konvensional. Salah satu perusahaan produsen baja ringan (Blue Scope Steel) memaparkan bahwa spesifikasi produk mereka memiliki kualitas G300 dan G550 untuk baja ringan struktural. Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI 4096:2007) tabel 5, sifat mekanis baja lembaran G300 memiliki kuat leleh minimum 300 MPa dan kuat tarik minimum 340 MPa. Baja lembaran dengan spesifikasi G550 memiliki kuat tarik minimum 550 MPa. Baja ringan mutu G300 setara dengan baja konvensional biasa baja mutu BJ 34 yang memiliki kuat tarik minimum 340 MPa dan kuat leleh minimum 210 MPa. G550 setara dengan baja konvensional baja mutu BJ 55 yang memiliki kuat tarik minimum 550 MPa dan kuat leleh minimum 410 MPa. B. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang permasalahan di atas bahwa balok-beton pracetak dengan komposit beton-baja ringan dapat dijadikan sebagai alternatif lain dari komposit beton-baja tulangan. Komposit beton-baja ringan yang dirancang sebagai balok-beton pracetak ini dapat diaplikasikan pada bangunan rumah tinggal sederhana. Tetapi penelitian terkait balok-beton komposit beton-baja ringan belum banyak dilakukan, sehingga kualitas balok-beton tersebut belum teruji dengan pasti. Penelitian terkait hal ini sangat diperlukan guna mendapatkan informasi besarnya kuat lentur pada balok.
4 C. Batasan Masalah Batasan masalah dari penelitian ini adalah: 1. Baja ringan yang digunakan berupa plat lembaran dalam bentuk rol dengan panjang 25000mm, lebar bersih 1129mm, tebal 1mm, dan mutu baja ringannya dalah G550 (G550 memiliki kuat tarik minimum 550 MPa). 2. Dimensi penampang balok yang digunakan lebar 200mm dan tinggi 300mm, dan panjang bentangnya adalah 2500mm. Hal ini menyesuaikan dengan lebar plat baja ringan yang digunakan, yakni 1129mm. 3. Pembentukan baja ringan dari bentuk lembaran menjadi bentuk balok dilaksanakan menggunakan proses pembentukan dingin (cold forming processes). Plat lembaran baja ringan dibentuk dengan mesin rol atau tekuk (rolling, press atau bending brake machines) pada suhu ruang. Sehingga proses pembentukan baja ringan ini dilakukan secara fabrikasi. 4. Adukan beton menggunakan readymix produksi holcim dengan mutu beton K300. 5. Balok-beton tersebut dicor dalam posisi vertikal seperti kolom. 6. Waktu pengerasan beton selama 14 hari. 7. Pengujian balok dilakukan dengan meletakan balok beton pada tumpuan sederhana yang dibebani dengan beban titik di tengah bentang.
5 D. Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan dari penilitian ini adalah: 1. Maksud Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan teknologi balok beton pracetak yang ada di pasaran, dengan menggunakan komposit beton-baja ringan. Balok beton pracetak ini diharapkan dapat diaplikasikan pada bangunan rumah tinggal sederhana. 2. Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya penurunan yang terjadi pada balok setelah diberikan beban maksimum. Setelah mengetahui besarnya penurunan yang terjadi, kemudian dapat diketahui nilai kuat lentur pada balok komposit beton-baja ringan tersebut. E. Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah: 1. Balok komposit beton-baja ringan dapat memaksimalkan penggunaan baja ringan sebagai elemen struktur pada bangunan. 2. Balok komposit beton-baja ringan dapat menjadi referensi teknologi balok beton pracetak terbaru, yang menggunakan komposit beton-baja ringan sebagai komposisi materialnya. 3. Balok beton pracetak dapat digunakan pada bangunan rumah tinggal sederhana. Sehingga pekerjaan konstruksi pada rumah tinggal menjadi lebih cepat.
6 F. Keaslian Penelitian Penelitian terkait komposit beton-baja ringan belum banyak dilakukan. Berdasarkan informasi yang diperoleh, penelitian tentang baja ringan yang telah dilakukan diantarnya terkait kekuatan profil baja ringan terhadap interaksi local dan global buckling pada struktur kolom. Penelitian tersebut dilakukan oleh Setiyono (2006) yang diterbitkan pada Jurnal Sains Materi Indonesia (Indonesian Journal of Materials Science), edisi khusus Oktober 2006, hal : 23 28 ISSN : 1411-1098. Penelitian pada balok komposit beton-baja ringan ini difokuskan pada pengamatan kuat lentur balok komposit beton-baja ringan. Sepengetahuan penulis, penelitian ini belum pernah dilakukan.