Pengujian Regangan Balok Beban Pada Lendutan Izin

3. Balok III 70 SCC Maka untuk lendutan sebesar b. Pada Teori 5,56 mm besarnya P = 6175 kg 1. Balok I 100 SCC Maka untuk lendutan sebesar 2. Balok II 85 SCC 5,56 mm besarnya P = 7042 kg Maka untuk lendutan sebesar 3. Balok III 70 SCC 5,56 mm besarnya P = 6753 kg Maka untuk lendutan sebesar Maka dari hasil di atas dapat diketahui bahwa untuk Balok I dan Balok II memiliki kekuatan yang lebih besar pada percobaan daripada teori pada lendutan izin. Sementara pada balok III memiliki kekuatan yang lebih kecil berdasarkan percobaan daripada teoritis pada lendutan izin. 5,56 mm besarnya P = 6516 kg

4.6.4 Pengujian Regangan Balok

Gambar 4.5. Posisi Pembebanan Dan Penempatan Pen Pembaca Regangan Balok Universitas Sumatera Utara Regangan balok beton bertulang diukur dengan menggunakan alat strain meter. Posisi pengukuran diambil di tengah bentang pada bagian atas, tengah dan bawah seperti tampak pada gambar. Gambar 4.6. Pengujian Regangan Balok Keterangan : ε c ε = regangan beton pada sisi tekan terluar s ε = regangan pada tulangan baja tarik c1 ε = regangan yang diukur pada jarak 62,5 mm dari sisi atas balok c2 ε = regangan yang diukur pada garis tengah penampang balok c3 = regangan yang diukur pada jarak 62,5 mm dari sisi bawah balok Universitas Sumatera Utara Menghitung regangan: ε = Δl l dimana : ε = regangan ‰ Δl = pertambahan panjang mm l = Panjang semula penempatan pen 300mm d aktual     + + s t beugel tarik ul φ φ 2 . = h – d aktual     + + 40 1 , 6 2 4 , 16 = 250 - = 195,7 mm Perhitungan nilai regangan serat atas beton, ε c 5 , 62 5 , 187 1 3 c c c c ε ε ε ε − = − : ε c3 - ε c = 3 ε c1 - 3 ε c 2 ε c = 3 ε c1 - ε ε c3 c = 1,5 ε c1 - 0,5 ε Perhitungan nilai regangan tulangan baja tarik, ε c3 s 5 , 62 5 , 187 5 , 62 7 , 195 1 3 1 − = − − − c c c s ε ε ε ε : 125 2 , 133 1 3 1 c c c s ε ε ε ε − = − 125 ε s - 125 ε c1 = 133,2 ε c3 – 133,2 ε ε c1 s =1,0656 ε c3 – 0,0656 ε c1 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.9. Data Hasil Pengujian Regangan Balok I Beban Perubahan Panjang x 0,001 mm Regangan‰ Analisa Data P 1 2 3 1 2 3 Regangan mmmm Kg ε ε c s 500 -1 0.5 2 -0.0042 0.0017 0.0067 -0.000010 0.000007 1000 -5 2 10 -0.0165 0.0067 0.0333 -0.000041 0.000037 1500 -17 5 37 -0.0565 0.0167 0.1233 -0.000146 0.000135 2000 -25 6 54 -0.0823 0.0200 0.1800 -0.000213 0.000197 2500 -33 9 72 -0.1095 0.0300 0.2400 -0.000284 0.000263 3000 -38 12 85 -0.1279 0.0400 0.2833 -0.000334 0.000310 3500 -48 15 113 -0.1613 0.0500 0.3767 -0.000430 0.000412 4000 -68 20 160 -0.2259 0.0667 0.5333 -0.000606 0.000583 4500 -71 22 173 -0.2368 0.0733 0.5767 -0.000643 0.000630 5000 -83 28 203 -0.2761 0.0933 0.6767 -0.000752 0.000739 5500 -89 30 218 -0.2961 0.1000 0.7267 -0.000807 0.000794 6000 -104 38 260 -0.3480 0.1267 0.8667 -0.000955 0.000946 6500 -116 47 291 -0.3870 0.1567 0.9700 -0.001066 0.001059 Universitas Sumatera Utara 7000 -122 51 308 -0.4056 0.1700 1.0267 -0.001122 0.001121 7500 -127 63 321 -0.4219 0.2100 1.0700 -0.001168 0.001168 8000 -136 72 346 -0.4541 0.2400 1.1533 -0.001258 0.001259 8500 -162 85 413 -0.5388 0.2833 1.3767 -0.001497 0.001502 9000 -197 90 510 -0.6581 0.3000 1.7000 -0.001837 0.001855 9500 -217 101 563 -0.7218 0.3367 1.8767 -0.002021 0.002047 10000 -226 108 591 -0.7522 0.3600 1.9700 -0.002113 0.002149 10500 -239 118 628 -0.7960 0.3933 2.0933 -0.002241 0.002283 11000 -245 123 648 -0.8167 0.4100 2.1600 -0.002305 0.002355 11500 -257 130 681 -0.8551 0.4333 2.2700 -0.002418 0.002475 12000 -296 208 744 -0.9882 0.6933 2.4800 -0.002722 0.002708 12500 -365 231 886 -1.2170 0.7700 2.9533 -0.003302 0.003227 13000 -450 340 1094 -1.5009 1.1333 3.6467 -0.004075 0.003984 13500 -586 530 1445 -1.9548 1.7667 4.8167 -0.005341 0.005261 14000 -640 582 1572 -2.1343 1.9400 5.2400 -0.005821 0.005724 14500 -752 833 1832 -2.5078 2.7767 6.1067 -0.006815 0.006672 15000 -923 1063 2230 -3.0772 3.5433 7.4333 -0.008333 0.008123 Keterangan: Retak awal saat pembebanan P = 3000 kg Universitas Sumatera Utara Tabel 4.10. Data Hasil Pengujian Regangan Balok II Beban Perubahan Panjang x 0,001 mm Regangan‰ Analisa Data P 1 2 3 1 2 3 Regangan mmmm Kg ε ε c s 500 -9 2 12 -0.0293 0.0067 0.0400 -0.000064 0.000045 1000 -19 4 30 -0.0632 0.0133 0.1000 -0.000145 0.000111 1500 -31 7 53 -0.1037 0.0233 0.1767 -0.000244 0.000195 2000 -46 12 81 -0.1535 0.0400 0.2700 -0.000365 0.000298 2500 -52 21 93 -0.1728 0.0700 0.3100 -0.000414 0.000342 3000 -60 32 109 -0.1996 0.1067 0.3633 -0.000481 0.000400 3500 -75 46 148 -0.2495 0.1533 0.4933 -0.000621 0.000542 4000 -99 62 198 -0.3291 0.2067 0.6600 -0.000824 0.000725 4500 -108 71 221 -0.3605 0.2367 0.7367 -0.000909 0.000809 5000 -123 83 253 -0.4090 0.2767 0.8433 -0.001035 0.000925 5500 -128 84 277 -0.4262 0.2800 0.9233 -0.001101 0.001012 6000 -135 86 305 -0.4497 0.2867 1.0167 -0.001183 0.001113 6500 -143 107 334 -0.4767 0.3567 1.1133 -0.001272 0.001218 7000 -153 133 367 -0.5085 0.4433 1.2233 -0.001374 0.001337 Universitas Sumatera Utara 7500 -164 142 402 -0.5461 0.4733 1.3400 -0.001489 0.001464 8000 -178 155 441 -0.5919 0.5167 1.4700 -0.001623 0.001605 8500 -182 163 459 -0.6051 0.5433 1.5300 -0.001673 0.001670 9000 -189 176 483 -0.6307 0.5867 1.6100 -0.001751 0.001757 9500 -199 182 509 -0.6619 0.6067 1.6967 -0.001841 0.001851 10000 -208 193 537 -0.6934 0.6433 1.7900 -0.001935 0.001953 10500 -260 217 677 -0.8652 0.7233 2.2567 -0.002426 0.002461 11000 -322 250 850 -1.0731 0.8333 2.8333 -0.003026 0.003090 11500 -530 552 1351 -1.7661 1.8400 4.5033 -0.004901 0.004915 12000 -747 930 1873 -2.4884 3.1000 6.2433 -0.006854 0.006816 12500 -815 1070 2053 -2.7180 3.5667 6.8433 -0.007499 0.007471 13000 -932 1243 2270 -3.1063 4.1433 7.5667 -0.008443 0.008267 Keterangan: Retak awal saat pembebanan P = 2000 kg Universitas Sumatera Utara Tabel 4.11. Data Hasil Pengujian Regangan Balok III Beban Perubahan Panjang x 0,001 mm Regangan‰ Analisa Data P 1 2 3 1 2 3 Regangan mmmm Kg ε ε c s 500 -16 5 21 -0.0536 0.0167 0.0700 -0.00012 0.00008 1000 -47 23 63 -0.1574 0.0767 0.2100 -0.00034 0.00023 1500 -59 27 88 -0.1960 0.0900 0.2933 -0.00044 0.00033 2000 -72 33 114 -0.2415 0.1100 0.3800 -0.00055 0.00042 2500 -82 36 133 -0.2743 0.1200 0.4433 -0.00063 0.00049 3000 -88 38 145 -0.2924 0.1267 0.4833 -0.00068 0.00053 3500 -104 49 176 -0.3476 0.1633 0.5867 -0.00081 0.00065 4000 -125 63 214 -0.4153 0.2100 0.7133 -0.00098 0.00079 4500 -139 75 243 -0.4628 0.2500 0.8100 -0.00110 0.00089 5000 -155 90 279 -0.5163 0.3000 0.9300 -0.00124 0.00102 5500 -174 107 323 -0.5804 0.3567 1.0767 -0.00141 0.00119 6000 -188 115 365 -0.6259 0.3833 1.2167 -0.00155 0.00134 6500 -192 118 383 -0.6404 0.3933 1.2767 -0.00160 0.00140 Universitas Sumatera Utara 7000 -206 127 415 -0.6860 0.4233 1.3833 -0.00172 0.00152 7500 -239 152 482 -0.7960 0.5067 1.6067 -0.00200 0.00176 8000 -283 220 576 -0.9449 0.7333 1.9200 -0.00238 0.00211 8500 -286 224 587 -0.9534 0.7467 1.9567 -0.00241 0.00215 9000 -292 232 601 -0.9728 0.7733 2.0033 -0.00246 0.00220 9500 -307 251 633 -1.0223 0.8367 2.1100 -0.00259 0.00232 10000 -347 323 721 -1.1582 1.0767 2.4033 -0.00294 0.00264 10500 -513 534 1032 -1.7086 1.7800 3.4400 -0.00428 0.00378 11000 -620 649 1250 -2.0672 2.1633 4.1667 -0.00518 0.00458 11500 -857 862 1748 -2.8568 2.8733 5.8267 -0.00720 0.00640 12000 -1136 1231 2289 -3.7853 4.1033 7.6300 -0.00949 0.00838 Keterangan: Retak awal saat pembebanan P = 2000 kg Universitas Sumatera Utara Grafik 4.8. Hubungan Beban – Regangan Masing – Masing Balok 1500 3000 4500 6000 7500 9000 10500 12000 13500 15000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,01 B E B A N K g REGANGAN mmmm HUBUNGAN BEBAN - REGANGAN BALOK εc BALOK I εc BALOK II εc BALOK III Universitas Sumatera Utara Pembebanan awal yang dimulai dari P = 500 kg dan meningkat setiap 500 kg hingga mencapai keadaan daya dukung maksimum terlihat hal-hal sebagai berikut: perpanjangan perpendekan pada saat tarik dan tekan yang cukup mencolok setelah terbentuk retak – retak rambut. Besarnya perpanjangan perpendekan serat tergantung kepada kelenturan bahan untuk merubah bentuk. Sesuai dengan tujuan tugas akhir ini yang ditinjau adalah regangan yang terjadi pada beton berbahan SCC dengan penambahan agregat. Dari tabel hasil pengujian regangan dapat dilihat adanya perbedaan regangan pada masing-masing balok. Hal tersebut terjadi karena adanya perbedaan kadar SCC pada masing-masing balok – balok. Penambahan agregat pada SCC dapat mengurangi beban yang dapat ditahan oleh balok dan regangan yang terjadi pun sebelum mencapai keruntuhan lebih besar. 4.6.4.1 Regangan Secara Teoritis Secara teori besarnya beban yang terjadi dapat ditentukan dengan mengetahui besarnya regangan. Maka besarnya beban secara teori dapat ditentukan sebagai berikut: Untuk regangan ε c = ε 0.000643 pada percobaan balok I didapatkan data – data di bawah ini: s P = 4500 kg = 0.000630 fc = 36MPa Universitas Sumatera Utara f y A = 300 Mpa s ’= 2D13 = 265,4 mm 2 A s = 2D16 = 402,2 mm 2 Dianggap semua tulangan baja, baik tarik maupun tekan mencapai luluh, maka ditetapkan: a = = = 8,94 mm Tentukan letak garis netral, a = β 1. β c 1 = 0,85 – 0,005 f’ c =30; β 1 c = = 0,81 = 11,04 mm ε s ’ = 0,003 = 0,003 = 0.012 ε s = 0,003 = 0,003= 0,05 ε y = = 0.0015 Karena ε y ε s ’ ε s , maka untuk ε c = 0.000643 : ε s f = 0.000630 y M = 0.00063200000 = 126 Mpa n = M n1 + M = A n2 s – A s ’ f y d- ½ a + A s ’f y d – d’ Universitas Sumatera Utara = 402,2 - 265,4300195,7- + 265,4 300195,7 – 54,3 = 19,1 kNm M R = Ø M n M = 0.8 19,1 = 15,28 kNm u = ql 2 + Pl 15,28 = 0.92 2 + P.2 P teori Dari teori di atas kita dapat membandingkan beban secara teori maupun percobaan dengan regangan yang sama. Maka perbedaan beban tersebut dapat dilihat selanjutnya pada tabel – tabel di bawah ini: = 22,245 kN = 2225 kg Tabel 4.12. Data Perbandingan Beban Secara Teoritis Dengan Percobaan Balok I Beban P Kg ε ε c f s Mpa y M kNm n P kg teori 500 0.000010 0.000007 1.4753 0.087 1000 0.000041 0.000037 7.3199 0.431 1500 0.000146 0.000135 27.0259 1.590 123 2000 0.000213 0.000197 39.4413 2.320 211 2500 0.000284 0.000263 52.5856 3.093 304 3000 0.000334 0.000310 62.0620 3.650 371 3500 0.000430 0.000412 82.3913 4.846 514 Universitas Sumatera Utara 4000 0.000606 0.000583 116.6283 6.860 756 4500 0.000643 0.000630 126.0056 7.411 822 5000 0.000752 0.000739 147.8336 8.695 976 5500 0.000807 0.000794 158.7517 9.337 1053 6000 0.000955 0.000946 189.2692 11.132 1268 6500 0.001066 0.001059 211.8040 12.457 1427 7000 0.001122 0.001121 224.1243 13.182 1514 7500 0.001168 0.001168 233.5740 13.738 1581 8000 0.001258 0.001259 251.7565 14.807 1709 8500 0.001497 0.001502 300.4640 17.672 2053 9000 0.001837 0.001855 370.9383 21.817 2551 9500 0.002021 0.002047 409.4248 24.081 2822 10000 0.002113 0.002149 429.7154 25.274 2965 10500 0.002241 0.002283 456.5746 26.854 3155 11000 0.002305 0.002355 471.0538 27.706 3257 11500 0.002418 0.002475 495.0016 29.114 3426 12000 0.002722 0.002708 541.5029 31.849 3754 12500 0.003302 0.003227 645.3814 37.959 4488 13000 0.004075 0.003984 796.8688 46.869 5557 13500 0.005341 0.005261 1052.1753 61.885 7359 14000 0.005821 0.005724 1144.7503 67.330 8012 14500 0.006815 0.006672 1334.3550 78.481 9350 15000 0.008333 0.008123 1624.5654 95.550 11399 Universitas Sumatera Utara Grafik 4.9. Perbandingan Hubungan Beban – Regangan Secara Teori Pada Balok I 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 BE BA N Kg REGANGAN mmmm HUBUNGAN BEBAN - REGANGAN BALOK I TEORI PERCOBAAN Universitas Sumatera Utara Tabel 4.13. Data Perbandingan Beban Secara Teoritis Pada Balok II Beban ε c ε s f M y P n teori P Mpa kNm kg Kg 500 0.000064 0.000045 8.9090 0.523 1000 0.000145 0.000111 22.1410 1.299 88 1500 0.000244 0.000195 39.0117 2.289 207 2000 0.000365 0.000298 59.5563 3.494 352 2500 0.000414 0.000342 68.3341 4.009 414 3000 0.000481 0.000400 80.0519 4.697 496 3500 0.000621 0.000542 108.4126 6.360 696 4000 0.000824 0.000725 144.9766 8.506 953 4500 0.000909 0.000809 161.7281 9.488 1071 5000 0.001035 0.000925 185.0968 10.859 1236 5500 0.001101 0.001012 202.3727 11.873 1357 6000 0.001183 0.001113 222.5725 13.058 1499 6500 0.001272 0.001218 243.5275 14.287 1647 7000 0.001374 0.001337 267.3885 15.687 1815 7500 0.001489 0.001464 292.7454 17.175 1993 8000 0.001623 0.001605 321.0517 18.836 2193 8500 0.001673 0.001670 334.0121 19.596 2284 Universitas Sumatera Utara 9000 0.001751 0.001757 351.3978 20.616 2406 9500 0.001841 0.001851 370.2774 21.724 2539 10000 0.001935 0.001953 390.5819 22.915 2682 10500 0.002426 0.002461 492.2916 28.882 3398 11000 0.003026 0.003090 617.9189 36.252 4283 11500 0.004901 0.004915 982.9222 57.666 6852 12000 0.006854 0.006816 1363.2271 79.978 9530 12500 0.007499 0.007471 1494.1112 87.657 10451 13000 0.008443 0.008267 1653.3632 97.000 11573 Universitas Sumatera Utara Grafik 4.10. Perbandingan Hubungan Beban – Regangan Secara Teori Pada Balok II 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 BE BA N Kg REGANGAN mmmm HUBUNGAN BEBAN - REGANGAN BALOK II TEORI PERCOBAAN Universitas Sumatera Utara Tabel 4.14. Data Perbandingan Beban Secara Teoritis Dengan Percobaan Balok III Beban ε ε c f s M y P n teori P Mpa kNm kg Kg 500 0.00012 0.000078 15.6219 0.914 42 1000 0.00034 0.000234 46.8205 2.739 261 1500 0.00044 0.000325 65.0863 3.808 389 2000 0.00055 0.000421 84.1539 4.924 523 2500 0.00063 0.000490 98.0823 5.739 621 3000 0.00068 0.000534 106.8446 6.252 683 3500 0.00081 0.000648 129.5908 7.582 842 4000 0.00098 0.000787 157.4743 9.214 1038 4500 0.00110 0.000893 178.6994 10.456 1187 5000 0.00124 0.001025 204.9752 11.993 1372 5500 0.00141 0.001185 237.0734 13.871 1597 6000 0.00155 0.001338 267.5073 15.652 1811 6500 0.00160 0.001402 280.4859 16.411 1902 7000 0.00172 0.001519 303.8167 17.776 2066 7500 0.00200 0.001764 352.8557 20.646 2410 8000 0.00238 0.002108 421.5879 24.667 2893 8500 0.00241 0.002148 429.5133 25.131 2948 9000 0.00246 0.002199 439.7137 25.728 3020 9500 0.00259 0.002315 463.0953 27.096 3184 10000 0.00294 0.002637 527.3939 30.858 3635 10500 0.00428 0.003778 755.5490 44.207 5237 11000 0.00518 0.004576 915.1219 53.544 6358 11500 0.00720 0.006396 1279.2608 74.850 8914 Universitas Sumatera Utara 12000 0.00949 0.008379 1675.7683 98.050 11698 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 BE BA N Kg REGANGAN mmmm HUBUNGAN BEBAN - REGANGAN BALOK III TEORI PERCOBAAN Universitas Sumatera Utara Grafik 4.11. Perbandingan Hubungan Beban – Regangan Secara Teori Pada Balok III 4.6.4.2 Safety Factor SF Maka dari percobaan di atas dapat pula kita simpulkan bahwa regangan maksimum pada saat balok mencapai kegagalan kehancuran yang terjadi melebihi regangan pada l endutan izin dan ε c 1. Balok I 100 SCC maksimum yang ditentukan = 0,003. Jadi dapat disimpulkan adanya faktor keamanan SF yang terdapat dari beton SCC berdasarkan hasil percobaan yaitu: a. P pada lendutan izin P Δmaks b. P pada ε = 10361 kg c maksimum = 0.003 sebesar P εcmaks c. P pada saat terjadi kegagalan keruntuhan P = 12239 kg P Maka safety factor terhadap lendutan izin pada balok I : = 15000 kg SF 1 = SF 1 = = 1,45 Maka safety factor terhadap ε c SF maksimum = 0.003 pada balok I : 2 = SF 2 = = 1,23 2. Balok II 85 SCC a. P pada lendutan izin P Δmaks b. P pada ε = 8125 kg c maksimum = 0.003 sebesar P εc maks c. P pada saat terjadi kegagalan keruntuhan P = 10500 kg P = 13000 kg Universitas Sumatera Utara Maka safety factor terhadap lendutan izin pada balok II : SF 1 = SF 1 = = 1,6 Maka safety factor terhadap ε c SF maksimum = 0.003 pada balok II : 2 = SF 2 = = 1,24 3. Balok III 70 SCC a. P pada lendutan izin P Δmaks b. P pada ε = 6175 kg c maksimum = 0.003 sebesar P εc maks c. P pada saat terjadi kegagalan keruntuhan P = 10023 kg P Maka safety factor terhadap lendutan izin pada balok III : = 12000 kg SF 1 = SF 1 = = 1,94 Maka safety factor terhadap ε c SF maksimum = 0.003 pada balok III : 2 = SF 2 = = 1,2 Universitas Sumatera Utara

4.6.5 Analisa Retak Balok