21 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Di abad 21 ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangatlah pesat, seperti bermunculannya teori teori baru (memperbaiki teori yang sebelumnya) dan berkembangnya alat alat canggih yang sangat membantu dalam kehidupan manusia. Kemajuan teknologi hampir terjadi di semua disiplin ilmu teknik. Dalam ilmu teknik sipil perkembangan teknologi juga sangat pesat, baik dalam bidang material, elemen struktur, dan analisa numerik dengan menggunakan perangkat lunak komputer tercanggih. Dengan banyaknya penelitian yang pernah dilakukan, maka saat ini berkembang teknologi yang meliputi bidang material dan elemen struktur. Perkembangan teknologi tersebut adalah munculnya pelat komposit beton-metal deck yaitu penyatuan antara lembaran deck metal (deck baja bergelombang) dengan beton. Pada pelat komposit beton-deck metal ini beton dicor di atas deck metal, dengan kata lain maka deck metal adalah sebagai bekisting beton tersebut. Deck metal adalah pelat yang terbuat dari bahan baja yang tipis (cold formed) dan umumnya memiliki kekuatan tarik leleh lebih besar dari 300 MPa. Penggunaan deck metal pada suatu struktur memiliki beberapa keuntungan yaitu : 1. Deck metal dapat berfungsi sebagai formwork untuk pengecoran pelat beton sehingga menghemat waktu dan biaya. 2. Deck metal dapat memberikan kestabilan pada struktur portal pada waktu pelaksanaan. 3. Gelombang pada deck metal menyumbangkan kekakuan yang tinggi sehingga pelat tidak banyak memerlukan penyangga pada waktu pengecoran. Selain dari manfaat deck metal yang telah disebutkan, deck metal juga berfungsi sebagai tulangan dalam menahan momen positif sehingga kebutuhan akan
22 tulangan tarik dapat dikurangi. Tetapi jika sampai menghilangkan tulangan tarik secara total umunya tidak pernah dilakukan dalam pelaksanaan sebenarnya. Dalam pelaksanaan di lapangan, biasanya terdapat baja tulangan di atas deck metal. Pemasangan baja tulangan terdapat dua macam, yaitu di daerah momen positif sebagai tulangan tambahan untuk memikul momen positif terutama setelah terjadi slip. Di daerah tumpuan tulangan untuk memikul momen negatif jika pelat tersebut adalah pelat menerus. Jika struktur adalah pelat di atas dua perletakan, tetap digunakan tulangan wire mash untuk mencegah rangkak dan susut. Namun selain dari segi keuntungan, terdapat juga kekurangan penggunaan pelat lantai komposit beton-deck metal : 1. Deck metal tidak tertanam di dalam beton, hal ini sangat berbahaya saat terjadi kebakaran pada bangunan. 2. Apabila pada masa konstruksi tidak dilakukan pengawasan dengan cermat, maka dapat terjadi kerusakan pada deck metal seperti akibat penumpukan peralatan kerja yang terpusat di satu tempat, dan atau akibat tumpukan beton segar yang keluar dari selang hanya terpusat di satu tempat. 3. Ikatan beton dengan deck metal hanya terdapat pada satu sisi saja. Maka dari itu sebelum pengecoran permukaan deck metal harus sangat bersih dari kotoran dan bahan-bahan seperti minyak. Pada bagian deck metal yang langsung berhubungan dengan beton terdapat suatu embossment, yaitu elemen penahan terjadinya slip. Slip yang terjadi akan mempengaruhi perilaku pelat dalam memikul beban, karena setelah terjadi slip maka elemen struktur sudah bukan elemen struktur komposit (terjadi perpisahan antara beton dengan deck metal), dan setelah kehilangan sifat kompositnya maka dapat terjadi beton akan menjadi beban bagi deck metal. Besarnya slip yang terjadi sangat dipengaruhi jumlah embossment, bentuk embossment, dan profil penampang. Dengan berkembangannya teknologi, maka akan terdapat juga perkembangan model profil penampang atau bentuk dan jumlah embossment. Sehingga suatu pengujian yang terus dilakukan untuk
23 spesifikasi yang baru adalah sebagai pembanding dari analisis menurut teori - teori yang sudah ada. Dengan dilakukannya pengujian dapat diketahui perilaku, beban maksimum, dan kekuatan pelat komposit dengan tipe deck metal tertentu. Dengan mengetahui karakteristik dan kekuatan pelat, maka dapat dilakukan simulasi desain struktur pelat komposit untuk memikul beban yang bekerja. Dimana desain dapat dilakukan baik untuk berbagai tipe struktur (statis tertentu dan statis tak tentu). Kemudian dari simulasi desain dapat diketahui tipe struktur dan metoda konstruksi yang cocok. I.2 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah : 1. Mengetahui perilaku dan beban maksimum pelat komposit beton-deck metal yang dibebani vertikal statik, dilanjutkan dengan analisis. 2. Membandingkan kapasitas lentur dan geser pelat antara hasil pengujian dengan analisis menurut teoritis. 3. Melakukan perencanaan beban (beban desain) pada elemen struktur pelat komposit beton-deck metal untuk struktur statis tertentu dan statis tak tentu. I.3 Ruang Lingkup Adapun ruang lingkup dalam penelitian ini adalah : 1. Pelat yang digunakan adalah pelat satu arah dengan lebar penampang ±1 m, tinggi 5 cm, dan panjang 2 m. Gambar 1.1 adalah profil deck metal. Embossment 1 9 cm 5 cm 2 cm Embossment 2 18,5 cm 1 cm Gambar I.1 Profil Deck Metal
24 2. Tebal pelat beton adalah 10 cm dari dasar deck metal. 3. Jumlah benda uji yang digunakan adalah dua benda uji pelat beton komposit, dan dua benda uji deck metal. 4. Bentuk embossment yang terdapat pada deck metal adalah seperti yang ditunjukan oleh gambar I.2. Gambar I.2 Embossment Pada Deck Metal 5. Detail embossment ditunjukkan oleh gambar I.3. Gambar I.3 Ukuran Embossment 6. Mutu beton rencana adalah ±35 MPa. 7. Pengecoran dan pengujian dilakukan di laboratoruim PAU ITB. 8. Digunakan tulangan ulir wire mash ukuran 5 mm dengan jarak 15 cm sebagai tulangan pencegah rangkak dan susut, dimana wire mash berada 1 cm di atas deck metal. Gambar I.4 adalah konfigurasi wire mash. Gambar I.4 Konfigurasi Tulangan Ulir Wire Mash
25 I.4 Metodologi Penelitian Urutan / langkah langkah dalam penelitian ditunjukkan oleh diagram alir pada gambar I.5. Gambar I.5 Diagram Alir Langkah-langkah Penelitian
26 I.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dalam tesis ini adalah : Bab 1 Pendahuluan Membahas latar belakang, tujuan dilakukannya penelitian, ruang lingkup, metodologi penelitian. Bab 2 Tinjauan Pustaka Pada bab ini akan dilakukan pembahasan beberapa teori yang diperlukan dalam analisis penelitian dan studi kasus seperti definisi material beton, material deck metal, pelat komposit beton-deck metal, dan metoda analisis kapasitas penampang. Bab 3 Pelaksanaan Penelitian Dalam bab ini akan dibahas mengenai pelaksanaan dalam melakukan penelitian mulai dari perencanaan tebal pelat beton sesuai dengan peraturan SNI, perencanaan campuran beton, pengujian sampel beton, pengujian kuat tarik sampel lembaran deck metal, setup dan pelaksanaan pengujian pelat deck metal dan pelat komposit beton-deck metal. Bab 4 Hasil Pengujian dan Analisis Pada bab ini akan ditampilkan hasil hasil pengujian, dan melakukan analisis hasil pengujian, dan membandingkan hasil perhitungan teoritis dengan hasil pengujian. Bab 5 Perencanaan Struktur Pelat Pada bab ini akan dilakukan penentuan beban desain untuk beberapa tipe struktur pelat komposit beton-deck metal (struktur statis tertentu dan statis tak tentu) berdasarkan perilaku dari hasil pengujian. Bab 6 Kesimpulan dan Saran Pada bab ini akan diuraikan kesimpulan yang didapat dari hasil pengujian, analisis, dan studi kasus. Setelah menguraikan kesimpulan, maka akan diuraikan
27 beberapa saran baik untuk metoda penggunaan deck metal sebagai pendukung pelat komposit, dan beberapa hal yang dapat dilakukan untuk penelitian selanjutnya.