28
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1. Perhitungan Benda Uji Balok Beton Bertulang III.1.1. Perhitungan Beban Mati Terpusat
Gambar 3.1. Sketsa Perencanaan Balok Beton Bertulang
Direncanakan: b = 20 cm
h = 30 cm selimut beton = 4 cm
mutu beton f’c = 18,7 MPa mutu tulangan baja fy = 3000kgcm
2
= 300 MPa q = 0,2 x 0,3 x 24 = 1,44 kNm
A
s
= 3D10 235,5 mm
2
A
s2
= A
s
’= 2D10 157 mm
2
Universitas Sumatera Utara
29 235,5
200 249 0,00473 Untuk
′
18,7 MPa dan 300 MPa, diperoleh: 1,4
1,4 300 0,00467
0,75 0,85
′
600 600
Untuk ,
′
300 MPa berdasarkan SK SNI 03 – 2847 – 2002, diperoleh: 0,85
0,85 . 18,7 . 0,85600 300 600 300 0,03
0,75 0,03 0,0225 Karena
0,00467 0,00498 0,0225…….OK Maka tulangan baja yang direncanakan dapat dipakai.
Menentukan kapasitas momen M
R
: Dianggap semua penulangan telah mencapai luluh, maka f
s
’ = f
y
dan f
s
= f
y
′
0,85
′
235,5 157300 0,8518,7200 7,408
Maka letak garis netral yaitu:
భ
7,408 0,85 8,715
′ ′
0,003 8,715 51
8,715 0,003 0,0146
0,003 249 8,715
8,715 0,003 0,083
Universitas Sumatera Utara
30 200000
300 200000 0,0015
Karena +
′
+ , maka tulangan baja tarik telah luluh tetapi tulangan baja
tekan belum. Dengan demikian ternyata anggapan-anggapan pada langkah awal tidak benar. Maka diperlukan mencari letak garis netral terlebih dahulu.
Dengan menggunakan persamaan berikut akan didapat nilaai c 0,85
′
600
′
600
′ ′
2702,15 c
2
+ 23550 c – 4804200 = 0 Dengan rumus abc, didapat
C
1
= 38,03 mm C
2
= -46,75 mm tidak memenuhi Dengan nilai c = 38,03 mm dicari nilai yang belum diketahui
′ ′
600
, ,
600 204,63 MPa 300 MPa Dengan demikian anggapan yang digunakan telah benar.
a = . 0,85 . 42,17 = 35,845 mm
ND1 = 0,85 f’c a.b = 0,85 . 18,7 35,845 . 200 . 10
-3
= 113,951 KN ND2 =
′
.
′
= 157 . 125,6 . 10
-3
= 19,72 KN ND = ND1 + ND2 = 133,671 KN
NT = As . fy = 401,92 . 300 . 10
-3
= 120,576 KN MN1 = ND1 . z1 = 113,951 . 246 - 35,8452 . 10
-3
= 25,99 KNm MN2 = ND2 . z2 = 19,72 . 246 - 51 . 10
-3
= 3,845 KNm
Universitas Sumatera Utara
31 MN = MN1 + MN2 = 29,835 KNm
Menghitung besarnya P terpusat
Gambar 3.2. Pembebanan Benda Uji
Dengan menggunakan diagram momen
P = 53,91 KN = 5391 kg
Karena terdapat 2 beban terpusat yang diberikan, maka masing-masing beban yang diberikan sebesar 0,5P = 2695,5 kg
III.1.2. Perhitungan Tulangan Geser
Untuk mencari tulangan geser yang diperlukan maka besarnya gaya lintang maksimum perlu dicari terlebih dahulu. Dengan menghitung kembali
Universitas Sumatera Utara
32 reaksi yang terjadi pada perletakan yang direncanakan dengan memasukkan
beban-beban yang telah dihitung sebelumnya. Σ
, . 3 0,52 0,51
1 2 -. .
3R
A
= 1,553,91 + 1,44 . 3
R
A
= 29,115 KN
Perhitungan gaya lintang
0 ≤ x ≤ 1 M
X
= R
A
. x - -.
Dx = R
A
– q.x Untuk x = 0 ; Dx = 29,115 KN
Untuk x = 1 ; Dx = 29,115 – 1,44 = 27,675 KN 1 ≤ x
2 M
x
= R
A
. x – 0,5Px – 1 . -.
Dx = R
A
-0,5P – q.x x = 1 ; D
x
= 29,115 – 26,955 – 1,44 = 0,72 KN x = 2 ; D
x
= 29,115 – 26,955 – 2,88 = -0,68 KN Dari perhitungan diatas didapat Gaya lintang maksimum sebesar 29,115 KN
Maka besarnya gaya geser rencana total karena beban luar Vu = 29,115 KN. Sedangkan kapasitas kemampuan beton untuk menahan gaya geser adalah Vc.
Vc =
′
. . =
√18,7 . 200 .246. 10
-3
= 35,46 KN
Universitas Sumatera Utara
33 SK SNI SK SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 13.5 ayat 5 menetapkan perlu tidaknya
dipasang sengkang dengan pemeriksaan terhadap nilai Vu. Apabila nilai Vu ∅Vc, diperlukan pemasangan sengkang. Maka besarnya ∅Vc adalah:
Karena 29,115 KN KN, maka memerlukan pemasangan sengkang
minimum. ØVc = 12,778 KN
Av= 56,6 mm
2
Maka, s = Atau
Jadi diambil nilai yang terkecil adalah 123 mm untuk memudahkan pemasangan dipakai 120 mm. maka dipakai D6-120mm untuk keseluruhan panjang balok.
III.1.3. Perhitungan Lendutan
Lendutan yang terjadi pada balok akibat berat sendiri dan besarnya beban terpusat yang diberikan oleh hydraulic jack. Lendutan tersebut dihitung dengan rumus :
a. Lendutan akibat beban terpusat
Gambar 3.3. Penempatan Beban Terpusat
Universitas Sumatera Utara
34 dimana, E = modulus elastisitas beton MPa
I = Momen inersia penampang balok mm4 E = 4700
E = 4700 = 20324,44 MPa
I = Maka besar lendutan =
= 0,282 mm b. lendutan akibat berat sendiri
Gambar 3.4. Beban Merata
Total lendutan yang terjadi adalah:
= 0,282 + = 0,448 mm
III.2. Pembuatan Benda Uji Balok Beton Bertulang
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan benda uji dibagi atas tiga tahapan, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
35 1. Persiapan pembuatan benda uji
2. Pengecoran 3. Perawatan
III.2.1. Persiapan Pembuatan Benda Uji
Persiapan-persiapan dalam pembuatan benda uji adalah : 1.
Pembuatan mortar ukuran 4x4x4 cm beton decking beton tahu Beton tahu dibuat untuk menjaga agar tulangan tetap pada posisinya.
Pembuatan beton tahu dilakukan sebelum pengecoran agar mengeras dan dapat menahan tulangan. Ukuran tersebut berdasarkan tebal selimut
beton yang direncanakan. 2.
Pembuatan cetakan balok dan silinder Cetakan balok dibuat dengan ukuran bersih 20 x 30 x 320 cm. cetakan
dibuat sedemikian rupa sehingga ketika pengecoran tidak ada pasta yang terbuang dari celah antar cetakan. Selain cetakan balok juga turut
dipersiapkan cetakan silinder yang berukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Sebelum pengecoran, cetakan balok dan silinder diolesi vaselin
untuk mempermudah pelepasan cetakan. 3.
Perakitan tulangan Tulangan baja dirakit sehingga membentuk kerangka sesuai dengan yang
direncanakan. Tulangan tarik 2D16, tulangan tekan 2D10, tulangan sengkang D6-120mm.
Universitas Sumatera Utara
36
Gambar 3.5. Penampang Memanjang Benda Uji
Gambar 3.6. Penampang Melintang Benda Uji
4. Persiapan material Persiapan material untuk pembuatan benda uji ditimbang terlebih dahulu sesuai
mutu yang direncanakan. 5. Persiapan alat-alat
Alat-alat untuk mendukung proses pengecoran seperti : pan mixer, scrap, sendok semen, timbangan, dll.
III.2.2. Pengecoran Benda Uji
Urutan pengecoran adalah sebagai berikut : 1. Hidupkan mesin pengaduk beton molen.
2. Masukkan air secukupnya kedalam mesin pengaduk agar permukaan bagian dalam mesin pengaduk basah.
Universitas Sumatera Utara
37 3. Setelah itu masukkan material dengan urutan : pasir, semen, air, kerikil. Dan
untuk benda uji dengan serat fiber dimasukkan pada urutan terakhir setelah keempat material diatas bercampur secara sempurna.
4. Aduk dengan kecepatan rendah selama + 5 menit agar campuran teraduk secara sempurna. Dan untuk benda uji dengan serat fiber dimasukkan setelah beton
teraduk secara sempurna. 5. Selanjutnya, adukan beton dituangkan kedalam cetakan balok dan silinder
secara bertahap. Agar beton yang dituang terisi secara penuh dan merata dibantu dengan merojok atau menggunakan alat vibrator.
7. Setelah benda uji pertama selesai, dilanjutkan dengan benda uji kedua dan ketiga dengan tambahan serat fiber.
III.3. Perawatan Benda Uji
Setelah 24 jam, cetakan benda uji silinder dibuka kemudian direndam dalam air, sedangkan untuk benda uji balok, cetakan dibuka setelah 3 hari.
III.4. Pengujian Benda Uji III.4.1. Pengujian Kuat Tekan Beton Benda Uji Silinder
1. Benda uji dikeluarkan dari rendaman 1 hari sebelum pengujian 28 hari agar Permukaan benda uji kering.
2. Kemudian timbang berat benda uji. 3. Benda uji diletakkan pada Compression Machine sehingga tepat berada pada
tengah-tengah alat penekan.
Universitas Sumatera Utara
38 4. Secara perlahan-lahan beban tekan diberikan pada benda uji dengan
mengoperasikan tuas pompa. 5. Pada saat jarum penunjuk skala beban tidak naik lagi, catat angka yang
ditunjukkan jarum penunjuk yang merupakan beban maksimum yang dapat dipikul oleh benda uji tersebut.
III.4.2. Pengujian Kekuatan Balok Beton Bertulang
1. Balok beton diatas perletakan yang telah disediakan, pasang dial dimana akan diukur lendutan.
2. Letakkan sumber beban tepat pada titik tengah balok. 4. Setelah semua perangkat alat-alat pengujian disiapkan, kemudian dilakukan
pembebanan secara berangsur-angsur dengan kenaikan setiap 500 kg pada pembacaan hydraulic.
5. Setiap tahap pembebanan, dilakukan pembacaan lendutan dan regangan serta mengamati deformasi yang terjadi pada balok.
6. Pembacaan dilakukan hingga balok mencapai keruntuhan.
Gambar 3.7. Penempatan Pembacaan Alat Dial Lendutan
Universitas Sumatera Utara
39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Kategori