Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 1 (SeNaTS 1) Tahun 2015 Sanur - Bali, 25 April 2015 RUMAH SEDERHANA DENGAN SISTEM STRUKTUR BETON BERTULANG BAMBU PETUNG NUSA PENIDA I Nyoman Sutarja Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana, Denpasar Email: nsutarja_10@yahoo.com ABSTRAK Beton bertulang baja banyak yang mengalami retak-retak akibat dari baja tulangan yang berkarat, terutama pada bangunan rumah yang berada pada daerah pesisir di Nusa Penida, dengan demikian diperlukan tulangan alternatif untuk mengantikan baja seperti bambu yang tersedia cukup banyak di daerah tersebut. Untuk memastikan apakah di Nusa Penida bambu dapat dipakai sebagai alternatif pengganti baja tulangan maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut. Uji laboratorium terhadap balok beton berukuran 120 mm x 200 mm dengan luas tulangan bambu 480 mm 2, menghasilkan momen nominal aktual sebesar 6125000 N mm. Momen yang menyebabkan retak pertama diprediksi sebesar 4375000 N mm, dan momen yang menyebabkan tercapainya lendutan ijin sebesar 4375000 N mm, Simpulannya bahwa balok beton bertulang bambu dari Nusa Penida mempunyai daya layan yang cukup baik dilihat dari kekuatan dan kekakuan, sehinga dapat dipergunakan sebagai sistem rangka struktur bangunan, khususnya bangunan rumah sederhana dinding bata atau batako. Kata kunci: rumah sederhana, beton bertulang, bambu petung 1. PENDAHULUAN Rumah atau papan merupakan kebutuhan dasar manusia dan hak setiap orang untuk menempati rumah yang layak, yaitu rumah yang memenuhi keamanan, kenyamanan, kesehatan, aksesibilitas, di samping kebutuhan akan pangan dan sandang. Pada hakikatnya fungsi rumah bagi kehidupan manusia sangat vital. Tanpa rumah tinggal, manusia tidak akan dapat hidup dengan layak, karena rumah juga merupakan faktor yang sangat penting untuk kesehatan manusia sehari-hari. Kelayakan rumah akan mempengaruhi kehidupan manusia di dalam rumah itu sendiri maupun dalam rangka mempersiapkan diri untuk aktivitas di luar rumah. Untuk memenuhi keamanan, rumah tinggal di Nusa Penida banyak menggunakan dinding pasangan batu bata ataupun batako dengan rangka beton bertulang sebagai sistem strukturnya. Rangka beton bertulang dipilih karena beton merupakan bahan atau material struktur yang mempunyai kuat tekan yang cukup besar namun lemah terhadap tarik, maka dari itu, beton selalu dikombinasikan dengan baja yang memiliki kuat tarik yang cukup kuat. Sehingga beton bertulang adalah material struktur yang sering dipakai sebagai bahan bangunan. Namun beton bertulang baja banyak yang mengalami retak-retak akibat dari baja tulangan yang berkarat, terutama pada bangunan rumah yang berada pada daerah pesisir di Nusa Penida. Dengan demikian diperlukan tulangan alternatif untuk mengantikan baja seperti bambu yang tersedia cukup banyak di Nusa Penida. Bambu dipilih sebagai alternatif pengganti baja dengan pertimbangan 6 kriteria teknologi tepat guna, yaitu teknis, ekonomis, ergonomis, sosial budaya, dan hemat energi serta ramah lingkungan. Secara teknis bambu telah banyak diteliti dan memenuhi syarat untuk tulangan beton terutama yang diterapkan untuk sistem struktur bangunan sederhana, Morisco, (1999)., Ghavani, (2008)., harga bambu murah karena sangat banyak dan gampang tumbuh di Indonesia., ergonomis karena tidak akan merusak keselamatan dan kesehatan manusia, sesuai dengan sosial budaya karena bambu telah banyak dipergunakan untuk bahan banguan, prosesnya cukup mempergunakan enegi alami, seperti pengeringan cukup dengan sinar matahari, selalu dapat diperbaharui karena mudah tumbuh di seluruh Indonesia sehingga tidak akan merusak lingkungan. Salah satu elemen struktur yang terdapat dalam suatu bangunan adalah balok. Balok merupakan elemen struktur lentur yaitu elemen struktur yang dominan memikul gaya dalam berupa momen lentur dan juga geser. Beban vertikal yang didukung oleh balok meliputi beban hidup, beban pelat, beban tembok dan berat sendiri balok. Sedangkan beban horizontal yang ditahan oleh balok adalah gaya yang ditimbulkan oleh beban gempa dan angin. Untuk memastikan apakah di Nusa Penida bambu dapat dipakai sebagai alternatif pengganti baja tulangan maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut. Penelitian tentang bambu sendiri sudah banyak dilakukan para ahli di SM-151
I Nyoman Sutarja seluruh dunia. Bentuk penelitiannya pun bermacam-macam. Dan dari hasil penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa bambu dapat digunakan sebagai pengganti baja tulangan untuk struktur rumah sederhana. Penelitian ini merupakan eksperimental untuk pengujian kuat lentur balok beton bertulangan bambu sebagai alternatif balok rangka pasangan batu bata atau pasangan batako untuk pelaksanaan bedah rumah di Nusa Penida Kabupaten Klungkung Provinsi Bali. Kuat lentur yang diteliti meliputi momen nominal balok, lendutan balok dan lebar retak. 2. METODE 2.1 Tempat Penelitian Untuk uji kuat tarik bambu dilakukan di Laboratorium Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana, sedangkan uji kuat tekan silinder dan kuat lentur balok dilakukan di Laboratorium Beton Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2.2 Bahan dan Benda Uji 2.2.1 Bahan Bahan-bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah bahan-bahan yang memenuhi persyaratan sesuai dengan yang tercantum dalam SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah a) Beton : f c = 21 Mpa b) Tulangan tarik : Bambu berasal dari Nusa Penida, Kabupaten Klungkung c) Tulangan geser : Besi SNI ø6 2.2.2 Benda Uji Benda uji berupa 3 buah balok dengan ukuran 120 mm x 200 mm dan panjang 1100 mm dengan luas tulangan tarik bambu 480 mm 2 atau 2% terhadap luas penampang balok. a) Perakitan tulangan bambu b) Benda uji balok bertulangan bambu Gambar 1, Pembuatan Benda Uji Balok Beton Bertulang Bambu 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Uji Tarik Bambu Hasil pengujian tarik bambu yang telah dilakukan di laboratorium Jurusan Teknik Sipil Universitas Udayana adalah seperti pada Gambar 2 dan Tabel 4.1. SM-152
Rumah Sederhana dengan Sistem Struktur Beton Bertulang Bambu Petung Nusa Penida a) Benda uji 3 buah b) Uji tarik bambu Gambar 2, Pelaksanaan Uji Tarik Bambu Tabel 1, Hasil Uji Tarik Bambu No. 0,2% YS Tegangan Leleh Tegangan Putus Perpanjangan Sampel Mpa Mpa Mpa (%) 1 117,16 117,16 157,02 13,88 2 102,54 102,54 152,43 11,65 3 105,68 105,68 155,29 11,65 Rata-rata 108,46 154,91 12,39 Tegangan tarik leleh rata-rata 169,8 MPa dan perpanjangan rata-rata 12,39%. Hasil ini dipergunakan sebagai data untuk menganalisis kuat lentur nominal atau momen nominal balok beton bertulang bambu. 3.2 Hasil uji tekan kubus beton Untuk mengetahui mutu beton, maka dilakukan pengujian 3 buah kubus beton ukuran 150 mm x 150 mm x 150 mm. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kuat tekan karakteristik beton adalah 300 kg/cm 2 atau K - 300 kg/cm 2 atau f c = 249 MPa. a) Benda uji kubus ditibang b) Uji tekan kubus Gambar 3, Pelaksanaan Uji Tekan Kubus 3.3 Momen nominal balok Berdasarkan kepada kuat tekan beton dan kuat tarik bambu dapat dianalisis momen nominal penampang balok ukuran lebar 120 mm dan tinggi 200 mm. Luas tulangan bambu 480 mm 2, seperti Gambar 1. Metode pengujian kuat lentur balok seperti Gambar 4. SM-153
I Nyoman Sutarja a) Pengjian lentur balok b) Balok di uji sampai runtuh Gambar 4, Pengujian Kuat Lentur Balok Sampai Runtuh Tabel 2, menyajikankan hasil analisis momen nominal penampang balok (Ghavani, 2008), dan momen nominal perkiraan sesuai dengan hasil uji laboratorium. Semua momen nominal balok hasil uji laboratorium di atas momen nominal hasil analisis, atau mempunyai kekuatan lebih rata-rata di atas kekuatan nominal analisis sebesar 27,44%. No. Tabel 2, Momen Nominal Penampang Balok. Momen Nominal Momen Nominal No. Benda Uji (sesuai Ghavani, 2008) (perkiraan hasil uji) N mm N mm 1 1 4806000 6125000 2 2 4806000 6125000 3 3 4806000 6125000 3.4 Lendutan Balok Hubungan momen dan lendutan balok hasil uji laboratorium ini dipergunakan untuk menganalisis tingkat kekakuan balok. Proses pengukuran lendutan balok seperti pada Gambar 5, dan hasilnya adalah seperti pada Tabel 3. Gambar 5, Pengujian Lendutan Balok, Setiap Tahap Pembebanan SM-154
Rumah Sederhana dengan Sistem Struktur Beton Bertulang Bambu Petung Nusa Penida Tabel 3, Lendutan Balok Setiap Tahap Pembebanan Beban Momen Lendutan Blk-1 Lendutan Blk-2 Lendutan Blk-3 N N mm mm mm mm 0 0 0 0 0 2500 875000 0.4 0.5 0.6 5000 1750000 0.9 1.1 1.2 7500 2625000 1.3 1.7 1.8 10000 3500000 1.9 2.2 2.4 12500 4375000 2.8 2.9 3.2 15000 5250000 9.8 10.8 9 17500 6125000 11.6 12.5 10.2 20000 7000000 31.5 32.5 31 22500 7875000 39.8 41 35 25000 8750000 45 45.5 43 Panjang balok pada saat pengujian adalah 1000 mm, maka lendutan yang diijinkan adalah 1/300 x 1000 mm sama dengan 3,33 mm. Momen yang dapat dipikul oleh balok berdasarkan pada lendutan yang dijinkan terjadi pada balok adalah 4375000 N mm, dengan lendutan yang terjadi rata-rata 2,96 mm 3.5 Lebar Retak balok Hubungan momen dan lebar retak balok hasil uji laboratorium ini dipergunakan untuk menganalisis daya layan balok berkaitan dngan lingkungan. Kondisi retak balok seperti pada Gambar 6, dan lebar retak setiap tahap pembebanan adalah seperti pada Tabel 4. Gambar 6, Kondisi Lebar Retak Balok Daya layan balok, berdasarkan pada lebar retak pertama yang terjadi adalah pada momen sebesar 4375000 N mm. Lebar retak pertama ini lebih banyak dipengaruhi oleh mutu beton. Pada Gambar 4.7 terlihat bahwa, walaupun lebar retak sangat besar pada saat balok hampir runtuh, tulangan bambu tidak putus, tetapi terjadi slip antara tulangan bambu dan beton. Terlihat bahwa lekatan tulangan bambu dan beton kurang baik pada saat beban runtuh. SM-155
I Nyoman Sutarja Tabel 4, Lebar Retak Balok Setiap Tahap Pembebanan Beban Momen Lebar Retak Blk-1 Lebar Retak Blk-2 Lebar Retak Blk-3 N N mm mm mm mm 0 0 0 0 0 2500 875000 0 0 0 5000 1750000 0 0 0 7500 2625000 0 0 0 10000 3500000 0 0 0 12500 4375000 0 0 0 15000 5250000 0.1 0.2 0.1 17500 6125000 0.5 0.5 0.2 20000 7000000 1 1 0.5 22500 7875000 1.5 1.5 1 25000 8750000 2.5 2 2.5 3.6 Aplikasi Beton Bertulang Bambu Balok dan kolom bertulang bambu diaplikasikan sebagai sistem rangka struktur rumah sederhana seperti Gambar 7. Rumah dengan dinding pasangan batu bata atau batako diberikan rangaka struktur beton bertulang bambu. Kolom ukuran 200 mm x 200 m dengan tulangan bambu luas 2,77% (Sutarja, 2005), balok sloef dan balok rink ukuran 125 mm x 250 mm dengan luas tulangan tarik 2% sesuai dengan penelitian diatas dan sesuai dengan hasil penelitian balok pipih bertulang bambu (Sutarja, 2011). Hasil analisis menunjukkan bahwa bahwa struktur memenuhi daya layan yang cukup apabila dibangun di daerah Provinsi Bali. Gambar 7, Model Rumah 4. SIMPULAN Dari hasil analisis teoritis dan hasil uji laboratorium yang telah dilakukan, maka dapat dibuat simpulan sebagai berikut : 1. Balok beton bertulang bambu, ukuran 120 mm x 200 mm, dengan mutu beton f c 249 MPa dan luas tulangan tarik bambu 480 mm 2, maka momen nominal teoritisnya adalah 4806000 N mm dan momen nominal hasil uji diprediksi sebesar 6125000 N mm. 2. Momen yang dapat dipikul oleh balok berdasarkan pada lendutan yang dijinkan terjadi pada balok adalah 4375000 N mm, dengan lendutan yang terjadi sebesar 2,96 mm. 3. Daya layan balok, berdasarkan pada lebar retak pertama yang terjadi adalah pada momen sebesar 4375000 N mm. 4. Lekatan tulangan bambu dan beton kurang baik pada saat beban runtuh. SM-156
Rumah Sederhana dengan Sistem Struktur Beton Bertulang Bambu Petung Nusa Penida 5. Rumah model, mempunyai daya layan yang cukup untuk dibangun di wilayah Nusa Penida ataupun di wilayah Provinsi Bali. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Program Studi Teknik Sipil Universitas Udayana atas bantuan dana yang telah direalisasikan sehingga penelitian ini dapat diselesaikan. DAFTAR PUSTAKA Ghavani K., 2008, Bamboo: Low Cost and energy Saving Construction Materials, Modern Bamboo Structures, Taylor & Francis Group, London Morisco. 1999. Rekayasa Bambu. Nafiri Offset, Yogyakarta. Sutarja, I.N., Sudarsana, I.K., Interaksi Antara Gaya Aksial dan Momen Pada Kolom Beton dengan Bertulangan Bambu, Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, Vol. 9, No. 1, Januari, hal 1 13, ISSN No. 1411-1292 Sutarja, I.N., 2011, Perilaku Lentur Balok Pipih Beton Bertulang Bambu, Penelitian Hibah Universitas Udayana. SM-157
I Nyoman Sutarja SM-158