nominal angkur yang direkomendasikan oleh ETAG-001 sebesar 20.71 KN. Untuk kekuatan geser nominal angkur menurut SNI-03-1729-2000 adalah sebesar 12.81 KN.
4.4 Pembahasan Hasil Eksperimen Dan Perhitungan Numerik
Berikut rangkuman dari hasil analisis numerik, perhitungan menggunakan metode elemen hingga dan hasil eksperimen.
Dalam melakukan eksperimen, alat jack mampu memberi beban maksimum sebesar 20 Ton, maka pembahasan terhadap penurunan berada pada beban maksimum
tersebut. Untuk perbandingan antara perhitungan numerik dan eksperimen dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Nilai deformasi pada analisa numerik dan eksperimen
Angkur Tipe 1
Tipe 2 Tipe 3
Numerik Eksperimen
Numerik Eksperimen
Numerik Eksperimen
1 0.3212 12.27
0.314 11.98
0.302 10.87
2 0.3154 12.17
0.312 11.69
0.286 10.08
3 0.3145 12.06
0.312 11.37
0.266 9.29
4 0.3137 12.16
0.311 11.21
0.301 10.26
5 0.3120 11.96
0.312 11.91
0.291 9.13
6 0.3046 11.91
0.311 10.87
0.267 8.72
Deformasi yang terjadi pada eksperimen jauh lebih besar dibandingkan numerik, hal ini disebabkan banyak kemungkinan, sehingga nilai deformasi keduanya
tidak dapat dibandingkan.
Universitas Sumatera Utara
Untuk persentase penurunan dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Persentase penurunan deformasi pada analisa numerik dan eksperimen
Angkur Tipe 1
Tipe 2 Tipe 3
Numerik Eksperimen
Numerik Eksperimen
Numerik Eksperimen
1 100.00
100.00 100.00
100.00 100.00
100.00 2
1.806 0.856
0.383 2.421
5.338 7.268
3 2.092
1.711 0.581
5.092 12.075
14.535 4
2.323 0.896
0.928 6.469
0.321 5.612
5 2.864
2.526 0.392
0.584 3.806
16.007 6
5.153 2.934
0.817 9.265
11.705 19.779
Gambar 4.28 menunjukkan nilai penurunan deformasi dimana deformasi pada perhitungan numerik cukup kecil.
Gambar 4.28 Grafik persentase penurunan pada eksperimen dan angkur Pada Gambar 4.29 menunjukkan eksperimen menggunakan besi beton sebagai
bantuan pembacaan dial penurunan sehingga batang yang ditinjau bertambah panjang.
a b Gambar 4.29 Perbedaan angkur besi beton a Numerik, b Eksperimen
0.0 20.0
1 2
P e
rs e
n ta
se
d e
fo rm
a si
Persent ase Penurunan
unt uk P 20 Ton pada Eksperim en - Angkur
Eksperimen_1 Ansys_1
Eksperimen_2 Ansys_2
Eksperimen_3 Ansys_3
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.29 diatas menunjukkan perbandingan panjang besi beton antara numerik dengan eksperimen. Pada perhitungan numerik, panjang besi beton 12 mm,
sedangkan dalam eksperimen besi beton memiliki tiga ukuran, yaitu 300 mm, 250 mm dan 200 mm.
Dengan meninjau hasil eksperimen, kita dapatkan bahwa tren angkur paling atas memikul beban paling besar dan nilainya akan lebih rendah semakin ke bawah.
Untuk memastikan hal tersebut, penulis melakukan perhitungan sederhana menggunakan metode elemen hingga.
Diameter besi beton sebagai angkur D
a=b=c
= 8 mm Panjang angkur L
a=b=c
= 12 mm Elastisitas besi beton data-data didapat dari hasil uji tarik
=
.
∆
.
4.10 1
2 3
4 a
b c
P
k k
k k
k k
k 2k
2k 2k
Universitas Sumatera Utara
= 2060.20 Nmm
2
Inersia angkur elemen A, B dan C
L
a=b=c
= 164
d
2
4.11 = 164 3.14 8
2
= 200.96 mm4
Kekakuan Elemen A = B = C
1 -1
-1 1
k = 2k k
a
= 2 x 2875.12 1
-1 -1
1 k
a
= 5750.25
-5750.25 -5750.25
5750.25
Menentukan Matriks Kekakuan Struktur
f1 = ka11.u1 + ka12.u2 f2 = ka21.u1+ka22.u2+kb11.u2+kb12.u3
f3 = kb21.u2+kb22.u3+kc11.u3+kc12.u4 f4 = kc21.u3+kc22.u4
= 29.240 80
1 4
3.14 8 22.6
[ ] = 12
̅
=
̅
Universitas Sumatera Utara
H1 ka11
ka12 u
1
H2 ka21
ka22+kb11 kb12
u
2
H3 kb21
kb22+kc11 kc12
u
3
H4 kc21
kc22 u
4
H1 5.750
-5750 u
1
H2 -5.750
11.500 -5.750
u
2
H3 -5.750
11.500 -5.750
u
3
H4 -5.750
57.50 u
4
Menentukan Kondisi Batas
Untuk kondisi perletakan jepit, maka u1 = 0
Menghitung Besar Perpindahan
H1 5.750
-5750 u
1
H2 -5.750
11.500 -5.750
u
2
H3 -5.750
11.500 -5.750
u
3
H4 -5.750
57.50 u
4
-5.750 11.500
-5.750 u
2
-5.750 11.500
-5.750 u
3
-200000 -5.750
57.50 u
4
u
2
-34.7811 mm
u
3
-69.5622 mm
u
4
-104.3434 mm
=
=
=
=
=
Universitas Sumatera Utara
Perbedaan yang terjadi antar titik sebesar: U4 = 100
U3 = 67 u
4
U2 = 33 u
4
Dapat kita katakan bahwa eksperimen yang dilakukan sudah sesuai dengan teori – teori pendukung, diantaranya:
1. Angkur dengan jarak antar angkur yang lebih besar akan menghasilkan penurunan yang lebih kecil.
Hal ini dikarenakan angkur yang memiliki jarak terlalu dekat, yaitu pada Sampel 1 dengan jarak 40 mm, area diantara angkurnya terjadi overlapping
kekuatan, sehingga pada beton dengan mutu beton yang rendah kerusakan yang terjadi menjadi lebih besar, seperti pada Gambar 4.30.
Gambar 4.30 Perbandingan retak yang terjadi pada ketiga benda uji Kerusakan pada sampel 1 lebih besar dari sampel 2, kerusakan pada
sampel 2 lebih besar dari sampel 3. Tipe 1
Tipe 2 Tipe 3
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.31 menunjukkan pengaruh kelompok angkur akibat tarik.
Gambar 4.31 Efek grup angkur akibat tarik Sumber: LRFD Bridge Design 5-81
2. Angkur yang paling atas memiliki deformasi lebih besar dari angkur dibawahnya.
Dikarenakan pengaruh letak angkur yang paling atas, maka angkur paling atas ini biasanya memikul beban lebih dulu ketika beban disalurkan dari
alat hydraulic jack yang kemudian menuju baja dan melalui angkur – angkur untuk sampai di beton. Hal ini dikarenakan angkur ini letaknya lebih
dekat dengan pemberian beban. Sedangkan pada angkur dibawahnya, beban yang disalurkan sudah berkurang. Dalam perencanaan struktur baja,
perilaku semua angkur dianggap sama. Sedangkan untuk struktur yang komposit seperti dalam eksperimen ini, perilaku semua angkur tidak sama.
Masing-masing elemen terdiri dari material yang berbeda, sehingga komposit ketiganya menghasilkan perilaku yang lebih rumit. Ada
pengurangan beban, namun berkurangnya beban yang disalurkan tidak besar. Dari tabel eksperimen pada Tipe 1, pengurangan hanya sebesar 0
sampai 3 .
V V
V
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.32 menunjukkan bentuk diagram akibat beban geser dalam eksperimen.
Gambar 4.32 Diagram geser benda uji Untuk menjawab tentang adanya perbedaan diagram geser yang terjadi
antara hasil eksperimen dengan teori geser pada baja, Gambar 4.33 menampilkan ilustrasi ketika profil baja mulai dibebani.
Gambar 4.33 Perilaku profil baja ketika dibebani
11.95 12.00
12.05 12.10
12.15 12.20
12.25 12.30
1
Deform asi
Diagram Geser
Angkur 1 Angkur 2
Angkur 3
Universitas Sumatera Utara
Profil baja yang dibebani akan berperilaku melengkung seperti pada Gambar 4.34 diatas, sedangkan dalam eksperimen, baja yang digunakan
memiliki bentang yang cukup pendek, sehingga perilaku seperti baja yang dibebani pada umumnya tidak dapat diterapkan pada benda uji.
a b Gambar 4.34 Diagram tegangan
a oleh momen, b oleh gaya lintang Dalam eksperimen ini, benda uji adalah komposit baja beton. Ketika
baja dibebani, material baja ini bersifat lebih kuat dari besi beton sehingga akan menyatu dengan besi beton selama menransfer beban.
Sehingga baja turun dan menekan besi beton yang lebih dulu menempel pada beton. Jika baja diganti dengan beton, maka perilaku hasil dari
pembebanan tidak akan sama. Kemungkinan terjadi kegagalan awal di beton yang dibebani baru kemudian menuju besi beton.
Disamping itu, beban yang diberikan merata pada seluruh bagian atas baja dan bagian betonnya dikunci dengan trackstang sehingga semakin
mencegah baja berperilaku meledut, akan tetapi menjadi semakin menurun.
Universitas Sumatera Utara
Bentuk benda uji sebelum dan sesudah dibebani dapat dilihat pada Gambar 4.35.
a b Gambar 4.35 Benda uji dibebani secara merata dan dikunci oleh
trackstang a sebelum dibebani b setelah dibebani
3. Angkur yang tertanam pada beton mutu rendah biasanya memiliki deformasi lebih besar daripada angkur yang tertanam pada beton mutu
tinggi. Beton mutu rendah memiliki kekuatan yang lemah dalam menahan
angkur yang dibebani, sehingga saat mulai dibebani sampai dengan kekuatan maksimum alat jack, angkur belum juga putus akan tetapi
semakin membengkok. Perencanaan kegagalan dengan beton yang ditanami angkur tercongkel keluar belum didapati diakibatkan
kemampuan alat jack, namun pada pembebanan maksimal 20 Ton, didapat hasil deformasi angkur yang besar. Hal lain yang
mempengaruhi adalah sifat regangan besi beton.
Universitas Sumatera Utara
Untuk ilustrasi angkur yang membengkok dan semakin meregang setelah dibebani dapat dilihat pada Gambar 4.36.
a b
Gambar 4.36 Perilaku angkur ketika mengalami pembebanan a angkur mulai tercongkel, b angkur mengalami regangan
Berbeda dengan beton mutu tinggi yang kuat dalam menahan angkur. Ketika pembeban mencapai kekuatan maksimum, beton masih sangat
kuat dalam menahan angkur, maka angkur tersebut yang mengalami kondisi lemah dan akhirnya putus. Perilaku angkur ketika dibebani
dapat dilihat pada Gambar 4.37.
a b Gambar 4.37 Ilustrasi perilaku angkur yang dibebani
a pada beton mutu rendah, b beton mutu tinggi
1
2
1
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisa eksperimen dan studi numerik yang dilakukan terhadap tiga sampel benda uji dengan besi beton sebagai penghubung geser dan diberi beban geser
murni, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Slab beton dengan mutu beton K-175 memiliki kemampuan yang rendah dalam
menahan beban dibandingkan baja, sehingga distribusi beban berakhir pada beton dan menyebabkan keretakan di permukaan beton.
2. Pada pengamatan secara visual, dari segi kerusakan, benda uji Sampel 1 memiliki rusak retak lebih besar dari Sampel 2 dan Sampel 3, sedangkan pada Sampel 2
kerusakan lebih besar dari Sampel 3. 3. Angkur paling atas lebih dulu mengalami deformasi karena lebih dulu menerima
beban pada benda uji komposit beton dan baja ini, hal ini diketahui dari pengamatan nilai displacement ketika dibebani dari awal sampai maksimum. Perbedaan
displacement pada Sampel 1 antara angkur paling atas dengan angkur dibawahnya
sebesar 0.86 dan 1.71, pada sampel 2 perbedaan sebesar 2.42 dan 5.09 dan pada Sampel 3 sebesar 7.27 dan 14.54.
4. Pengaruh variasi jarak dalam eksperimen ini dimana kokoh tekan benda uji dan kedalaman pengangkuran sama, menghasilkan perbedaan deformasi pada ketiga
benda uji yaitu pada Sampel 15d sebesar 12.27 mm, pada Sampel 2 8d sebesar
86
Universitas Sumatera Utara
