2. Faktor serat ujung, C
eg
Tahanan lateral acuan harus dikalikan dengan faktor serat ujung, C
eg
= 0.67, untuk alat pengencang yang ditanamkan kedalam serat ujung kayu.
3. Sambungan paku miring, C
tn
Untuk kondisi tertentu, penempatan paku pada kayu harus dilakukan secara miring tidak tegak lurus. Pada sambungan seperti ini, tahanan lateral acuan
harus dikalikan dengan faktor paku miring, C
tn
= 0.83. 4. Sambungan diafragma, C
di
Faktor koreksi ini hanya berlaku untuk sambungan rangka kayu dengan plywood seperti pada struktur diafragma atau shear wall dinding geser. Nilai faktor
koreksi ini umumnya lebih besar daripada 1.00.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1 Pendahuluan
Pengujian dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu pengujian sampel bambu, pengujian beton dan pengujian model komposit Balok Beton-Bambu. Bambu
yang digunakan untuk penelitian ini adalah Bambu Betung Dendrocalamus asper dan mutu beton yang digunakan adalah k-175. Bahan-bahan tersebut akan diteliti
Universitas Sumatera Utara
2. Faktor serat ujung, C
eg
Tahanan lateral acuan harus dikalikan dengan faktor serat ujung, C
eg
= 0.67, untuk alat pengencang yang ditanamkan kedalam serat ujung kayu.
3. Sambungan paku miring, C
tn
Untuk kondisi tertentu, penempatan paku pada kayu harus dilakukan secara miring tidak tegak lurus. Pada sambungan seperti ini, tahanan lateral acuan
harus dikalikan dengan faktor paku miring, C
tn
= 0.83. 4. Sambungan diafragma, C
di
Faktor koreksi ini hanya berlaku untuk sambungan rangka kayu dengan plywood seperti pada struktur diafragma atau shear wall dinding geser. Nilai faktor
koreksi ini umumnya lebih besar daripada 1.00.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1 Pendahuluan
Pengujian dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu pengujian sampel bambu, pengujian beton dan pengujian model komposit Balok Beton-Bambu. Bambu
yang digunakan untuk penelitian ini adalah Bambu Betung Dendrocalamus asper dan mutu beton yang digunakan adalah k-175. Bahan-bahan tersebut akan diteliti
Universitas Sumatera Utara
sifat-sifat fisis dan mekanisnya sehingga diperoleh karakteristik yang diperlukan untuk pengujian komposit nantinya.
III.2 Pengujian Bambu III.2.1 Persiapan Pengujiaan
Bambu yang digunakan pada penelitian ini adalah Bambu Betung dengan diameter 8 cm – 12 cm. Tebal dinding antara 1- 2 cm serta jarak antar ruas 25 cm –
50 cm. Umur bambu yang digunakan adalah 2 tahun atau lebih karena Bambu telah memiliki kualitas yang prima untuk dipakai sebagai bahan bangunan.
Pengujian dilakukan apabila benda uji telah mencapai kadar air kering udara Sekitar 12 - 20 Hal ini merupakan kadar air kesetimbangan pada kelembapan
udara 70 yang dapat dianggap sebagai nilai rata- rata yang wajar pada iklim tropis. Untuk selanjutnya diambil pengujian sesuai dengan masing – masing jenis pengujian
karakteristik dan pengujian komposit.
III.2.2 Pelaksanaan Pengujian
Sebelum dipakai sebagai bahan bangunan, bambu yang akan digunakan sebaiknya diuji untuk mengetahui apakah bambu tersebut layak untuk dipakai. Pada
percobaan ini akan dilakukan Pengujian Physical Properties dan Mechanical Properties
bambu sesuai standar ISO 22157-1 : 2004. Pengujian tersebut meliputi :
1. Pemeriksaan kadar air 2. Pemeriksaan berat jenis
Universitas Sumatera Utara
3. Pengujian kuat tekan sejajar serat 4. Pengujian kuat lentur
5. Pengujian elastisitas
III.2.3 Pengujian Physical Properties
Sifat fisis adalah sifat yang berhubungan dengan faktor-faktor dalam yang bekerja pada benda itu sendiri. Sifat fisis bambu ditentukan oleh faktor dalam yang
meliputi : Banyaknya zat dinding sel yang ada pada bambu, Susunan dan arah mikrofibril dalam sel-sel, jaringan-jaringan dan Susunan kimia zat dinding sel.
Pembuatan contoh uji Physical Properties pada Standar ISO 22157-1 : 2004
yaitu dengan ukuran 2.5 cm x 2.5 cm x 1.4 cm dimana tebal bambu disesuaikan pada jenis bambu yang digunakan. Pengujian ini meliputi Pemeriksaan kadar air dan berat
jenis bambu. Contoh uji untuk pengujian Physical Properties dapat dilihat pada
Gambar III.1.
Gambar III.1 Sampel pengujian Physical Properties
Universitas Sumatera Utara
III.2.3.1 Kadar Air Bambu
Kadar air merupakan berat air yang terdapat didalam kayu atau bambu yang dinyatakan dalam persen berat kering tanur Haygreen dan Bowyer 1982. Pada
pengujian kadar air ini dilakukan pengujian sebanyak 3 sampel. Setelah benda uji dibuat, maka dilakukan penimbangan berat masing –
masing benda uji yaitu berat awal bambuberat kering udara . Kemudian benda
uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu 103 ± 2º C selama 24 jam lalu dihitung beratnya
. Besarnya kadar air dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Dimana : = Kadar air bambu
= Berat sampel kering udara gr
= Berat sampel kering oven gr
III.2.3.2 Berat Jenis Bambu Berat Jenis bambu merupakan masa bambu berat bambu dibanding dengan
volume bambu. Dimensi bambu untuk pengujian berat jenis bambu sama dengan pengujian Kadar air sesuai dengan pada Standar ISO 22157-1 : 2004.
Nilai berat jenis bambu dapat diperoleh dengan menggunakan rumus:
Universitas Sumatera Utara
Dimana : BJ = Berat Jenis bambu gr cm³
Wx = Berat sampel bambu kering oven gr Vx = Volume sampel cm³
III.2.4 Pengujian Mechanical Properties
Sifat mekanik adalah sifat yang berhubungan dengan ukuran kemampuan suatu bahan untuk menahan gaya luar yang bekerja padanya. Yang dimaksud gaya
luar adalah gaya yang berasal dari luar benda tersebut. Gaya luar dapat berupa gaya tarik maupun pembebanan dalam bentuk gaya tekan.
III.2.4.1 Kuat Tekan Bambu
Pengujian kuat tekan dilakukan dengan menggunakan peralatan mesin tekan Compression Machine dan dilakukan untuk mendapatkan nilai kuat tekan yang
mampu diterima oleh bambu tersebut sampai batas keruntuhan. Pengujian kuat tekan yang akan diuji adalah pengujian kuat tekan bambu sejajar serat yaitu kekuatan
bambu untuk menahan gaya dari luar yang datang pada arah sejajar serat yang cenderung memperpendek atau menekan bagian-bagian bambu secara bersama-sama
Pathurahman, 1998. Gaya tekan yang bekerja sejajar serat bambu akan menimbulkan bahaya
tekuk pada bambu sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat akan menimbulkan retak pada bambu.
Universitas Sumatera Utara
Gambar III.2 Benda Uji Kuat Tekan Bambu
Gambar III.3 Pengujian Kuat Tekan Bambu
Sampel dimasukkan kedalam mesin dengan sisi menghadap ke atas dan ke bawah dengan Panjang sampel L=2D. Dimensi bambu untuk pengujian kuat tekan ini
sesuai dengan pada Standar ISO 22157-1 : 2004. Pengujian tekan dilakukan dengan cara memberikan beban secara perlahan-
lahan pada bambu secara vertikal. Penekanan dilakukan sampai pembacaan dial
Universitas Sumatera Utara
berhenti atau turun dan menunjukkan angka yang tetap, yaitu pada saat terjadi keruntuhan pada sampel.
Besarnya nilai pembacaan akhir kemudian dicatat sebagai beban tekan dan merupakan rumus berikut:
A = ¼ π d
2 2
- d
1 2
Dimana : σtk = Tegangan tekan sejajar serat kg cm²
P = Beban tekan maksimum kg
A = Luas bagian yang tertekan cm²
d
2
= Diameter luar bambu cm d
1
= Diameter dalam bambu cm
III.2.4.2 Pengujian Kuat Lentur dan Elastisitas pada Kondisi Ultimate
Kuat Lentur merupakan ukuran kemampuan suatu bahan menahan lentur Beban yang bekerja tegak lurus sumbu memanjang serat ditengah-tengah bahan
yang di tumpu pada kedua ujungnya tanpa terjadi perubahan bentuk yang tetap. Untuk penelitian kuat lentur ini menggunakan sampel bambu berukuran 30 cm x 2
cm x tebal bambu dengan arah serat bambu dibuat arah memanjang sampel.
Universitas Sumatera Utara
Gambar III.4 Benda Uji Kuat Lentur
Sampel diletakkan pada dua perletakan sederhana dan diberi gaya P terpusat pada tengah bentang yang secara bertahap ditambah besarnya. Pada tengah bentang
sampel dipasang alat pengukur penurunan. Alat ini berupa dial gauge yang dapat melakukan pembacaan penurunanan pada sampel yang dibebani dan menujukkan
pergerakan yang terjadi sampai dengan ketelitian 0.01 mm lihat Gambar III.4.
Gambar III.5 Penempatan Dial Beban pada Sampel
Beban P secara bertahap ditambah besarnya dan dicatat besarnya penurunan yang terjadi. Penurunan yang diizinkan f izin untuk dua perletakan sendi rol adalah
1200 L, dimana L adalah panjang bentang sampel, yaitu 30 cm. Maka :
Universitas Sumatera Utara
cm 15
, 30
200 1
izin f
Penurunan =
=
Besarnya P untuk memperoleh tegangan lentur adalah besarnya beban P yang diberikan pada saat benda uji mengalami patah dan perhitungan ini nantinya
menghasilkan kuat lentur pada kondisi ultimate.
2
2 3
bh PL
b
= σ
Modulus Elastisitas bambu dihitung dengan menggunakan rumus:
=
Hubungan antara Modulus elastisitas E, tegangan σ dan regangan ε
adalah :
ε σ
= E
Untuk mengetahui regangan yang terjadi pada bambu digunakan persamaan sebagai berikut :
ε = Dimana :
σ
b
= Tegangan lentur yang terjadi kgcm
2
E = Modulus elastisitas bambu kgcm
2
P = Beban pada saat mencapai kondisi ultimate kg
L = Panjang bentang
Universitas Sumatera Utara
b = Lebar sampel
h = Tinggi Tebal bambu
δ = Lendutan deformasi
ε = Regangan yang terjadi
∆l = Perpendekan yang terjadi pada benda uji mm
Setelah didapat nilai
ε
sehingga dapat digambarkan grafik hubungan tegangan σ dan regangan
ε
dan daerah elastisitas bambu.
III.3 Pengujian Beton
pengujian beton dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari beton tersebut yaitu kuat tekan yang akan dipakai pada saat dilakukan komposit balok bambu –
beton. Dimana mutu beton yang akan dipakai adalah K175.
III.3.1 Persiapan Pengujian III.3.1.1 Semen
Semen yang yang dipergunakan adalah semen tipe I yaitu Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti yang
disyaratkan pada jenis-jenis lain, dengan merk dagang Semen Padang.
III.3.1.2 Agregat Halus
Universitas Sumatera Utara
Agregat halus adalah butiran mineral yang dapat melalui ayakan 4,76 mm. Agregat halus ini dapat berupa pasir alam sebagai hasil disentigrasi alami batu-
batuan atau pasir batuan yang dihasilkan alat pemecah batu. Agregat halus yang dipergunakan adalah pasir dari PT. KRATON yang
beralamat di jalan Jawa Medan. Pengujian yang dilakukan untuk melakukan mix design adalah:
a. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi b. Pemeriksaan gradasi dan modulus kehalusan
III.3.1.3 Agregat Kasar
Dalam percobaan ini agregat kasar yang dipakai adalah kerikil split yang berasala dari PT. KRATON yang beralammat di Jalan Jawa Medan. Agregat kasar
yang dipakai adalah kerikil split 12,7 mm. Agregat kasar dapat berupa kerikil alam yang merupakan hasil dari
disentigrasi alami batu-batuan dan kerikil buatan. Bentuk butiran agregat kasar umumnya bulat dengan permukaan licin dan tersusun dari beberapa ukuran butiran,
dimana ukuran butirannya minimum 4,76 mm dengan diameter maksimum 20 mm. Dan pemeriksaan yang dilakukan adalah:
a. Pemeriksaan gradasi dan modulus kehalusan b. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi
Universitas Sumatera Utara
III.3.2 Pembuatan Benda Uji Beton
Benda uji yang dibuat adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm dengan kekuatan K
175
sebanyak 3 tiga buah. Untuk mendapatkan kondisi pengadukan yang sama dari benda uji maka dipergunakan molen ukuran kapasitas
200 liter. Langkah-langkah perencanaan meliputi :
1. Ditentukan mutu yang ingin dicapai pada umur 28 hari 2. Bahan-bahan yang digunakan diolah untuk mendapatkan data berat jenis,
fineness modulus, absorbsi dan kadar air 3. Penentuan Ø maksimum dari agregat
4. Penentuan faktor air semen FAS 5. Perhitungan volume air
6. Perhitungan volume semen 7. Perhitungan volume agregat halus
8. Perhitungan volume agregat kasar 9. Koreksi jumlah air yang dipakai terhadap kandungan air
III.3.3 Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian Kuat Tekan Beton dilakukan dengan cara memberikan gaya tekan pada benda uji silinder beton dengan alatmesin uji kuat tekan, sampai benda uji
Universitas Sumatera Utara
hancur untuk menentukan kekuatan tekan beton karakteristik berdasarkan campuran yang direncanakan dari benda uji yang dibuat pada saat pengecoran.
Setelah silinder beton diuji, gaya tekan maksimum dicatat. Nilai kuat tekan beton dapat dihitung dan diperoleh dengan rata–rata nilai kuat tekan semua benda uji.
Gambar III.6 Model pengujian benda uji silinder beton
Dari hasil pemeriksaan kekuatan tekan benda uji tersebut harus memenuhi :
∑
− −
= 1
2 ,
,
n bm
b SD
σ σ
Kekuatan tekan beton karakteristik σbk dengan 5 kemungkinan adanya kekuatan yang tidak memenuhi syarat, ditentukan dengan rumus :
∑ ∑
− =
SD
bm bk
64 ,
1
, ,
σ σ
dimana : SD = Standart Deviasi
b
,
σ = Kekuatan tekan beton dari benda uji
bm
,
σ =Kekuatan tekan beton rata-rata
Universitas Sumatera Utara
III.4 Pengujian Kuat Lentur Komposit Balok Bambu-Beton III.4.1 Persiapan Pengujian Komposit
Struktur Model komposit Balok Bambu-beton ini didisain dengan perencanaan metode ultimate. Model balok dibuat 2 buah dimana direncanakan
tegangan tekan akan ditahan oleh Beton dan tegangan tarik ditahan oleh bambu. Pengujian kuat lentur balok komposit bambu-beton ini dilakukan dengan cara
meletakkan balok komposit diatas 2 tumpuan sendi dan rol. Kemudian diberi beban statis ditekan dengan mesin hydraulic jack sampai benda uji runtuh pecah di
daerah seperti di gambar III.6 dimana L1 = L2 = L3 =100 cm. Beban P diberikan secara bertahap dan pada tiap tahap pembebanan dicatat
lendutan yang terjadi pada titik – titik dimana dial gauge terpasang. Retak pertama pada bambu maupun beton serta retak – retak selanjutnya diberi tanda dan dicatat.
Hubungan antara beban P dan lendutan Δ dituangkan dalam bentuk grafik
dan akan memberikan informasi teknis berupa kekuatan dan kekakuan komponen struktur lentur.
Pengujian regangan balok komposit dilakukan bersama dengan pengukuran lentur, hanya pada pengukuran regangan balok lebih dahulu ditentukan 3 tiga titik
pengamatan yaitu: pada daerah tarik, garis tengah penampang, dan pada daerah tekan benda uji.
Pada setiap tahap pembebanan, dibaca dan dicatat besarnya pertambahan dan pengurangan panjang diserat atas, tengah dan bawah penampang. Pengukuran
tersebut dilakukan dengan alat Strain Meter.
Universitas Sumatera Utara
Model pengujian kuat lentur balok komposit bambu-beton, dapat dilihat pada gambar III.6 berikut :
Gambar III.7 Pengujian kuat lentur balok Komposit Bambu – Beton
Letak Pin untuk alat strain meter yaitu mengukur regangan balok dapat dilihat
pada gambar III.7 berikut:
H3
H3
H3
30 cm 10 cm
10 cm
Gambar III.8 Posisi pin strain meter
Universitas Sumatera Utara
III.4.2. Pengujian Komposit
a. Alat yang dipakai :
1. Dial gauge sebanyak 3 tiga buah pada jarak L3 dan L2 2. Hydraulic Jack
3. Alat pengukur regangan menggunakan alat strain meter dan cell 6 enam buah b. Persiapan pengujian :
1. Letakkan balok pada perletakan dan pastikan balok berada di tengah 2. Tempatkan dial pengukur penurunan pada tempat yang telah ditentukan
3. Pasang cell pengukur regangan pada tempat yang telah ditentukan Pasang letak pembebanan
4. Nol kan dial gauge penurunan dan lakukan pengesetan alat pengukur regangan
c. Pelaksanaan Pengujian : 1. Masukkan beban tiap 500 kg
2. Catat penurunan dan baca regangan setiap tahap pembebanan. 3. Setelah beton runtuh, lepaskan beban.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN