Retak Penempatan Beban dan Dial Indicator Pada

Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 39 Dimana : N D1 = resultante gaya tekan yang ditahan oleh beton N D2 = resultante gaya tekan yang ditahan oleh tulangan baja tekan N T1 = resultante gaya tarik pada tulangan tarik akibat beton N T2 = resultante gaya tarik pada tulangan tarik M R = momen tahanan z = jarak antara resultante rekan dan tarik c = jarak serat tekan terluar ke garis netral fy = tegangan luluhan tulangan fc = kuat tekan beton A s1 = luas tulangan baja tekan As’ A s2 = luas tulangan baja tarik = ratio penulangan d = tinggi efektif balok b = lebar balok β = konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton SK SNI T-15-1991-03 menetapkan nilai β = 0,85 untuk f’c 30 Mpa, berkurang 0,008 untuk setiap kenaikan 1 Mpa dan nilai tersebut tidak boleh kurang dari 0,65.

2.7 Retak

Jika sebuah balok beton bertulang diberikan beban secara meningkat, maka balok akan mengalami 3 tahapan sebelum balok mengalami keruntuhan, Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 40 yaitu tahapan balok sebelum mengalami retak, balok mengalami retak, dan tahapan kekuatan batas. Terdapat tiga jenis keretakan yang terjadi pada balok beton bertulang, yaitu : 1. Retak miring yang terjadi akibat geser pada badan balok beton bertulang. Retak ini sering terjadi pada balok beton prategang dan non prategang. Jenis retak miring yang paling umum adalah retak geser lentur. 2. Retak lentur yang terjadi hampir tegak lurus terhadap sumbu balok dan terjadi pada daerah momen lentur yang besar. Retak terbentuk pada sisi bawah di tengah bentang. Pada penelitian ini, jenis retak ini yang akan diidentifikasi. 3. Retak punter, cukup miring dengan retak geser terkecuali retak punter ini melingkar di sekeliling balok. Lebar retak maksimum yang dapat diterima bervariasi dari sekitar 0,004- 0,016 in, tegantung lokasi, jenis struktur, tekstur permukaan beton, iluminasi, dan faktor-faktor lain. Komite ACI 224, dalam laporannya tentang retak, memperlihatkan sejumlah perkiraan lebar retak maksimum yang diizinkan untuk batang beton bertulang dalam berbagai situasi dapat dilihat pada Tabel 2.2. Jack C McCormac, 2004 Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 41 Tabel 2.3 Lebar Retak Yang Diizinkan Batang yang bersentuhan dengan Letak retak yang diizinkan inch Udara kering 0,016 Udara lembab, tanah 0,012 Larutan bahan kimia 0,007 Air laut dan percikan air laut 0,006 Digunakan pada struktur penahan air 0,004

2.8 Lendutan

Lendutan pada balok beton bertulang akan sangat mengganggu struktur bangunan dan bahkan bisa sangat membahayakan jika lendutan telah melewati batas maksimum yang diizinkan pada balok beton bertulang seperti pada Tabel 2.4. Tabel 2.4 Lendutan Maksimum Yang Diizinkan Jenis Batang Struktur Lendutan Yang Harus Diperhitungkan Batas Lendutan Atap datar yang tidak menopang atau menempel pada batang nonstruktural yang dapat rusak akibat lendutan besar Lendutan yang segera terjadi karena beban hidup L 180 Lantai yang tidak menopang atau menempel pada batang nonstruktural yang dapat rusak akibat lendutan Lendutan yang segera terjadi karena beban hidup L 360 Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 42 besar. Konstruksi atap atau lantai yang menopang atau menempel pada batang nonstruktural yang dapat rusak akibat lendutan besar Bagian dari lendutan total yang terjadi setelah penempelan batang nonstruktural jumlah lendutan jangka panjang yang disebabkan oleh seluruh beban tetap dan lendutan yang segera terjadi karena penambahan beban hidup 480 Konstruksi atap atau lantai yang menopang atau menempel pada batang nonstruktural yang tidak dapat rusak akibat lendutan besar 240

2.8.1 Perhitungan Lendutan

Perhitungan lendutan setelah retak tidak dapat dihitung menggunakan persamaan lendutan biasa, karena akan kesulitan ketika menentukan momen inersia yang digunakan. Untuk bagian balok dengan momen lebih kecil daripada momen retak Mcr, balok diasumsikan tidak mengalami retak dan momen inersia diasumsikan sebesar Ig. Tetapi ketika momen lebih besar dari momen retak Mcr, retak tarik pada balok akan menyebabkan berkurangnya penampang melintang balok, dan momen inersia diasumsikan sama dengan nilai transformasi Icr. Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 43 Pada retak tarik diasumsikan bahwa momen inersia mendekati momen inersia transformasi Icr, tetapi perlu diingat pada tempat diantara retak-retak tersebut nilai momen inersia lebih mendekati Ig. Akibatnya sulit sekali menentukan nilai momen inersia yang akan digunakan. Peraturan ACI memberikan persamaan momen inersia yang digunakan dalam perhitungan lendutan. Momen inersia ini merupakan nilai rata-rata dan digunakan pada semua titik pada balok sederhana dimana lendutan terjadi. Momen inersia ini disebut momen inersia efektif Ie dimana dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: = + 1 Dimana: Ie = Momen inersia efektif Ma = Momen beban layan maksimum yang terjadi pada kondisi yang diharapkan Ig = Momen inersia penampang Icr = Momen inersia transformasi pada penampang retak Mcr = Momen retak, yang dapat dihitung dengan persamaan: = Dimana: fr = Modulus retak beton = 0,7 Yt = Jarak dari garis netral penampang utuh ke serat tepi tertarik mengabaikan tulangan baja = Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 44 d Nt1 Nt2 ε s ′ ε c =0,003 Nd2 Nd1 Garis Netral d′ a BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Perhitungan Benda Uji Balok Beton Bertulang

3.1.1. Benda Uji Balok Beton Bertulang Normal

Perhitungan analisa pada balok beton bertulang berupa analisa perhitungan tinggi garis netral balok beton bertulang yang telah direncanakan sebagai berikut: As′ As′ Gambar 3.1 Sketsa Perencanaan Balok Beton Bertulang Tanpa Hollow Normal Direncanakan suatu balok beton bertulang : b = 15 cm mutu beton K-250 f c = 20,36 MPa h = 25 cm mutu tulangan baja BJPT 24 fy = 240 MPa selimut beton = 3,5 cm q = 0,25 m x 0,15 m x 24 KNm 3 = 0,9 KNm As = As = 226,2 mm 2 d ’ = selimut beton + sengkang + ½ tulangan utama = 35 mm + 6 mm +½ 12 = 47 mm 250 2D12 2D12 150 c D6-100 z1 z2 Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 45 εc= 0,003 ε′s c εs c εs d’ d = h – selimut beton - sengkang - ½ tulangan utama = 250 mm - 35 mm - 6 mm - ½ 12 = 203 mm  Menghitung Tinggi Garis Netral Balok Beton Bertulang Normal dengan Metode Kekuatan Batas Ultimit Dianggap bahwa semua tulangan baja, baik tulangan tarik maupun tulangan tekan telah mencapai luluh. Dengan mengacu pada gambar: NT1 +NT2 = ND1 +ND2 As′fy + As fy = 0,85 f′c a b + As′ f′s 226,2 mm 2 + 226,2 mm 2 240 Nmm 2 = 0,8520,36 Nmm 2 a150 mm + 226,2 mm 2 240 Nmm 2 108576 N = 2595,9 a Nmm + 54288 N 2595,9 a Nmm = 54288 N a = 20,91 mm Menentukan letak garis netral = = 20,91 0,85 = 24,6 Dimana : c = jarak serat tekan terluar ke garis netral Memeriksa regangan tulangan baja berdasarkan segitiga sebangun: Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 46 Pada tulangan tekan: = 0,003 = 24,6 47 24,6 0,003 = 0,00273 Pada tulangan tarik = 0,003 = 203 24,6 24,6 0,003 = 0,02176 Untuk baja mutu 24, = = = 0,002 Karena , maka tulangan baja tarik telah meluluh bersamaan dengan tercapainya regangan maksimum beton sebesar 0,003, tetapi baja tekan belum. Maka asumsi di tahap awal tidak benar. Jadi dicari garis netral terlebih dahulu. NT1 + NT2 = ND1 + ND2 As′fy + Asfy = 0,85f′cab + As′f′s Dimana : = = 0,003 Astot = As′ + As a = β 1 c Dengan melakukan beberapa subsitusi didapat : Astot = [0,85 + 0,03 ] × Astot = 0,85 + 0,003 − 0,003 ′ ′ 0,85 + 0,003 − − 0,003 = 0 Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 47 Dengan memasukan nilai-nilai yang diketahui sebagai berikut: Es = 200000 Nmm 2 β 1 = 0,85 Astot = 452,4 mm 2 As′ = 226,2 mm 2 Fy = 240 Nmm 2 f′c = 20,36 Nmm 2 b = 150 mm d′ = 47 mm Diperoleh: 0,85 + 0,003 − − 0,003 = 0 0,8520,360,85150 + 0,003200000226,2 − 452,4240 − 0,003200000226,247 = 0 2206,515c 2 + 27144 c – 6378840 = 0 Dengan rumus ABC: c 1,2 = ± √ = ± , , c 1 = 47,967 mm c 2 = -65,012 mm tidak memenuhi Maka digunakan : c = 47,967 mm Dengan nilai c = 47,967 mm dicari nilai-nilai yang belum diketahui : = − 0,003 = 47,967 − 47 47,967 0,003200000 = 12,096 240 f’s fy.... OK Nilai f′s fy menjelaskan bahwa asumsi tulangan tarik telah luluh bersamaan dengan tercapainya regangan maksimum beton sebesar 0,003 sementara tulangan tekan belum luluh sudah benar. Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 48 100 cm 100 cm 100 cm 300 cm ½ P ½ P B A  a = β 1 c = 0,85 47,967 = 40,772 mm  Nd 1 = 0,85f′cab = 0,8520,3640,772150=105840,0348 N  Nd 2 = As′f′s = 226,212,096 = 2736,1152 N  Nd = Nd1 + Nd2 = 108576,15 N  Nt = Astot fy = 452,4240 = 108577 N Nd = Nt ……………………………… OK  Mn1 = Nd1 z1 = Nd1 d-12a = 105840,0348 203-1240,772 = 19327872,11 Nmm atau 19,33 KNm  Mn2 = Nd2 z2 – Nd2 d-d′ = 2376,1152 203-47 = 370673,9712 Nmm atau 0,37 KNm  Mn = Mn1 + Mn2 = 19327872,11 Nmm + 370673,9712 Nmm = 19698546,08 Nmm atau 19,7 KNm  Menghitung besarnya P terpusat secara teoritis Gambar 3.2 Sketsa Pembebanan Balok Beton Bertulang Ra = Rb = ½ P Mn = − + Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 49 Mn = − + 1 6 = + 1 2 3 3 − 1 2 3 1 6 3 = 19,7 + 1 2 0,9 3 3 3 3 − 1 2 0,93 3 3 P = 37,6 KN atau 3760 kg Karena terdapat 2 beban terpusat yang diberikan, maka masing-masing beban yang diberikan sebesar: 0,5 P = 18,8 KN atau 1880 kg

3.2. Pembuatan Benda Uji

Dalam pembuatan benda uji terdapat empat tahapan, yaitu: 1. Perencanaan campuran beton 2. Persiapan alat dan bahan 3. Pengecoran 4. Perawatan

3.2.1 Perencanaan Campuran Beton

3.2.1.1 Perencanaan Campuran Benda Uji Silinder

Direncanakan benda uji memiliki mutu beton K-250, sehingga perencanaan campuran Mix Design benda uji silinder adalah sebagai berikut: 1. Benda Uji Silinder Beton Normal Volume untuk 1 buah silinder beton, dengan diameter d = 15 cm dan tinggi h = 30 cm Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Univer 50 Volume 1 buah silinde Pada umumn penambahan agregat agregat ini dilakukan disebut dengan Safety Maka, Volume Tabel 3.1 Kom Beton Normal Se

3.2.1.2 Perencanaan C

1. Benda Uji B Direncanakan Balok B Gambar versitas Sumatera Utara 50 nder beton = × × = × × 15 × 30 = 5303,571 cm 3 = 0,0053036 m 3 umnya dalam pengerjaan beton pengecor at karena sering terjadinya kehilangan beton. kukan dengan tidak mengubah perbandingan agre ety Factor SF = 1,2 ume 12 buah silinder beton = 12 x 0,0053036 m 3 = 0,07637184 m 3 Komposisi Rencana Benda Uji Silinder Beton N Semen Kg Pasir Kg Kerikil Kg 29,5 43,1 91,7 aan Campuran Benda Uji Balok Beton Bertulan ji Balok Beton Bertulang Normal ok Beton Bertulang dengan dimensi sebagai beri 300 cm bar 3.3 Dimensi Balok Beton Bertulang Norma 50 coran dilakukan ton. Penambahan gregat yang sering 0,0053036 m 3 x 1,2 on Normal g Air Kg 14,1 tulang berikut : mal Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Univer 51 Volume 1 balok Volume adukan beton Dengan penam Volume adukan beton Tabel 3.2 Komposi Beton Normal S 2. Benda Uji B Direncanakan balok be

3.2.2 Persiapan Pem

10 x 100 mm Gambar versitas Sumatera Utara 51 = 320 x 15 x 25 = 120000 cm 3 = 0,12 m 3 ton = Volume balok kotor – volume tulangan tulangan tekan + volume tulangan sengka = 0,12 m 3 – {2 x 113,143 x 10 -9 x 3,2 + 10 -9 x 3,2 + 26 x 28,286 x 10 0,119985517 m 3 ambahan Safety Factor SF sebesar 1,2, maka: ton = 0,119985517 m 3 x 1,2 = 0,143982621 m 3 posisi Rencana Benda Uji Balok beton Bertula Semen Kg Pasir Kg Kerikil Kg 55,61 81,32 172,81 ji Balok Beton Bertulang Hollow ok beton bertulang hollow dengan dimensi sebaga Pembuatan Benda Uji 5 x 200 mm 10 x 100 mm 3000 mm bar 3.4 Dimensi Balok Beton Bertulang Hollow 51 an tarik + volume gkang 3,2 + 2 x 113,143 x 10 -9 x 0,62} = ka: ulang Normal Kg Air Kg 72,81 26,6 bagai berikut : low Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 52 Volume 1 balok = 320 x 15 x 25 = 120000 cm 3 = 0,12 m 3 Volume adukan beton = Volume balok kotor – volume tulangan tarik + volume tulangan tekan + volume tulangan sengkang- volume hollow = 0,12 m 3 – {2 x 113,143 x 10 -9 x 3,2 + 2 x 113,143 x 10 -9 x 3,2 + 26 x 28,286 x 10 -9 x 0,62+ 1 x 0,15 x 0,12} = 0,101988199 m 3 Dengan Safety Factor SF =1,2, maka: Volume adukan beton = 0,101988199 m 3 x 1,2 = 0,122385839 m 3 Tabel 3.3 Komposisi Rencana Benda Uji Balok Beton Bertulang Hollow Beton Normal Semen Kg Pasir Kg Kerikil Kg Air Kg 47,27 69,12 146,89 22,64

3.2.2 Persiapan Benda Uji

3.2.2.1 Persiapan Pembuatan Benda Uji Silinder

1. Sediakan cetakan silinder berukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. 2. Oles bagian dalam cetakan silinder menggunakan vaseline agar mempermudah pelepasan beton silinder dari cetakan. Universitas Sumatera Utara 53 Universitas Sumatera Utara 54 Universitas Sumatera Utara 55 Universitas Sumatera Utara 56 Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 57 b Beton segar diletakkan di atas genangan air c Beton segar diletakkan di dalam air d Permukaan beton diselimuti dengan karung basah e Menggenangi permukaan beton dengan air f Menyirami permukaan beton secara kontiniu Cara a, b, c dilakukan terhadap benda uji silinderkubus, sedangkan cara d, e, f dilakukan untuk perawatan beton di lapangan kerjaproyek. Dan dalam penelitian ini, cara c dilakukan untuk perawatan benda uji silinder yang dilakukan selama 28 hari dan cara f dilakukan untuk perawatan benda uji balok yang dilakukan selama 28 hari. 2. Perawatan Dipercepat Accelaration Curing Perawatan ini bertujuan untuk menghasilkan beton yang memiliki kuat tekan yang sesuai rencana dengan waktu perawatan yang relatif lebih cepat daripada perawatan normal. Perawatan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu : a Beton ditutup dengan lembar isolasi poly urethere sheet b Beton disimpan dalam air panas bersuhu 55 C c Beton bertulang diberi aliran listrik electrical curing d Perawatan dengan uap steam curing Universitas Sumatera Utara 58 Universitas Sumatera Utara 59 Universitas Sumatera Utara 60 Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Univer 61

3.3.3 Pengujian Ku

Pengujian kua menggunakan Jack H dilakukan tiga penguj maupun terhadap balok b 1. Pengujian Berikut langk lendutan balok beton be a. Balok beton di b. Benda uji dengan me c. Untuk meng indikator di tepat meny Dial Indika Gambar 3.15 versitas Sumatera Utara 61 Kuat Lentur Balok Beton Bertulang kuat lentur balok beton bertulang dila k Hydraulic berkapasitas 25 ton. Pada pene gujian terhadap balok beton bertulang normal alok beton bertulang hollow menggunakan styro an Lendutan Balok Beton Bertulang gkah-langkah yang dilakukan dalam pelaksa on bertulang: ok beton diletakkan di atas perletakan yang telah dise uji balok akan diberi beban terpusat, dimana ti n membagi balok dengan jarak masing-masing 100 c engukur lendutan yang terjadi pada balok, pasa or dimana dengan jarak masing-masing 75 cm. di enyentuh dasar balok beton bertulang, dan se ndikator harus berada pada posisi angka nol.

3.15 Penempatan Beban dan Dial Indicator Pada

61 dilakukan dengan nelitian ini, akan al tanpa hollow yrofoam yaitu: ksanaan pengujian h disediakan titik pembebanan 100 cm. pasang 3 buah dial . dial ini dipasang n sebelum dibebani ada Balok Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Univer 62 d. Dial ini di sebelum di e. Setelah sem pembebana pembacaan f. Setiap taha mengamat g. Selama pe terjadinya pola retaka h. Pembacaan di versitas Sumatera Utara 62 dipasang tepat menyentuh dasar balok beton dibebani Dial Indikator harus berada pada posi h semua perangkat alat pengujian disiapkan, kem banan secara berangsur dengan kenaikan setia aan Manometer Jack. tahapan pembebanan, dilakukan pembacaan ati deformasi yang terjadi pada balok. pembebanan berlangsung, diperhatikan dan di ya retak pertama retak yang dapat dilihat denga akan beton. aan dilakukan hingga balok mencapai keruntuha Gambar 3.16 Dial Indicator Gambar 3.17 Manometer Jack 62 ton bertulang, dan posisi angka nol. kemudian dilakukan tiap 500 kg pada an lendutan serta n dicatat saat mulai dengan mata dan uhan. Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Univer 63 Gambar Gambar 2. Pengukura Pengukuran pendekatan melalui be yang dapat dilihat la pengukuran maka sa dimensi 5 cm x 5 cm. versitas Sumatera Utara 63 ar 3.18 Pengujian Balok Beton Bertulang Norm ar 3.19 Pengujian Balok Beton Bertulang Holl ukuran Pola Retak Balok Beton Bertulang n panjang retak balok beton bertulang ui benang. Retak yang ditinjau adalah retak y langsung oleh mata. Dalam pelaksanannya, unt salah satu sisi balok dibagi menjadi 300 se m. 63 ormal ollow g menggunakan k yang kasat mata , untuk membantu 300 segmen dengan Universitas Sumatera Utara Teknik Sipil – Universitas Sumatera Utara 64

3.4 Bagan Alir Percobaan