24
BAB III EKSPERIMENTAL
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 = 15 cm h = 20 cm
selimut beton = 4 cm mutu beton K-225 f’c = 18.7 MPa
mutu tulangan baja BJTP 30 fy = 3.000 kgcm
2
= 300 MPa q = 0.2 x 0.15 x 24 = 0.72 kNm
As = 2D20 628 mm
2
As’ = 2D12 226,.08 mm
2
25
Dianggap bahwa semua tulangan baja, baik tarik maupun tekan telah mencapai luluh, maka ditetapkan : As
2
= As’ Dengan mengacu pada gambar
=
.
=
. . ,
=50,572 mm Tentukan letak garis netral
= =
, .
= 59,496 mm Pemeriksaan regangan tulangan baja dengan berdasarkan segi tiga sebangun :
Pada tulangan tekan =
0.003 =
, ,
0,003 = 0,00038 Pada tulangan tarik
= 0,003 =
, ,
0,003 = 0,00426 Untuk baja mutu 30
=
.
=
.
=0,0015 Karena
maka tulangan baja tarik telah luluh tetapi 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 nilai c
0.85 fc’ b β1 c
2
+ 600 As - As fy c - 600 d As = 0 2.026,61 c
2
+ -52,752 c – 7.053.696 = 0 c
2
– 26,03 c – 3.480,54 = 0
dengan rumus ABC, didapat c
1
= 73,43 mm c
2
= -47,40 mm tidak memenuhi
26
dengan nilai c = 73,43 mm dicari nilai yang belum diketahui =
600 =
, ,
600 = 175,105 MPa 300 MPa Dengan demikian anggapan yang digunakan telah benar
a = . = 0,85 . 73,43 = 62,416 mm
ND1 = 0.85 f
c ’
a. b = 0,85 . 18,7 62,416 . 150 . 10
-3
= 148,814 KN ND2 = As’ . fs’ = 226,08 . 175,105 . 10
-3
= 39,588 KN ND = ND1 + ND2 = 188,4 KN
NT = As . fy = 628 . 300 = 188,4 KN ND
NT MN1 = ND1 . z1 = 148m814 . 144- 62,4162 . 10
-3
= 16,785 KNm MN2 = ND2 . z2 = 39,588 . 144-52 . 10
-3
= 3,642 KNm MN = MN1 + MN2 = 20,427 KNm
Menghitung besarnya P terpusat
Gambar. 3.2. Pembebanan Benda Uji Dengan menggunakan diagram momen
1 6
. = 1
2 . .
3 1
2 .
3 .
3 1
6 . 3 = 20,427
1 2
0,72.3. 3
3 1
2 0,72.
3 3
. 3
3
P = 18,987
27
= 37,97 KN = 3797 kg
Karena terdapat 2 beban terpusat yang diberikan, maka masing-masing beban yang diberikan sebesar 0,5 P = 1898,7 kg
III.1.2. Perhitungan Tulangan Geser
Untuk menentukan banyaknya tulangan geser yang dibutuhkan maka besarnya gaya lintang perlu dicari terlebih dahulu. Dengan menghitung kembali reaksi yang terjadi pada
perletakan yang direncanakan dengan memasukkan beban-beban yang telah dihitung sebelumnya.
ΣMB = 0 R
A
. 3 = P +
q . l
2
3 R
A
= 60,201 KN R
A
= 20,067 KN
Perhitungan Gaya Lintang
0 ≤ x ≤ 1 Mx = R
A
. x - q . x
2
Dx = R
A
– q . x
Untuk x = 0 ; Dx = 20,067 KN Untuk x = 1; Dx = 20,067 – 0,72 = 19,347 KN
1 ≤ x ≤ 2 Mx = R
A
. x – 0,5 P x – 1 - q . x
2
Dx = R
A
– 0,5 P – q . x
Untuk x = 1 ; Dx = 20,067 – 19,347 – 0,72 = 0 KN
28
Untuk x = 2 ; Dx = 20,067 – 19,347 – 1,44 = -0,72 KN Dari perhitungan diatas didapat Gaya lintang maksimum sebesar 20,067 KN
Maka besarnya gaya geser rencana total karena beban luat Vu = 20,067 KN. Sedangkan kapasitas kemampuan beton untuk menahan gaya geser adalah Vc.
Vc = . .
= 18,7. 150.144 . 10
= 15,568 KN Vc =
0,6 . 15,568 = 4,6704 KN Karena Vu
Vc , maka diperlukan tulangan sengkang. Menghitung Vs pada tempat dukungan balok :
Vs perlu = =
, ,
15,568 = 17,87 KN Menghitung Vs dimana bekerja beban terpusat :
Vs perlu = =
, ,
15,568 = 16,67 KN Apabila digunakan tulangan baja D6 As=56,6 mm
2
untuk sengkang, maka spasi yang diperlukan adalah
Vs = 17,87 – 144 . 0,6 . 10
-3
= 17,77 KN S perlu =
. .
= =
, . .
. ,
=137,6 mm Sengkang yang dipasang adalah D6 – 120 untuk keseluruhan 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
29
Gambar 3.3. Penempatan Beban Terpusat Δ
1 =
, .
3 4
Dimana : E = modulus elatisitas beton MPa I = Momen inersia penampang balok mm
4
E = 4700 . = 4700 .
18,7 = 20.324,44 MPa I =
. b . =
. 150 . 200 = 100.000.000 mm
4
Maka besar lendutan = Δ 1 =
. , .
. .
, .
3 . 3000 4 . 1000
= 0,895 mm b. Lendutan akibat berat sendiri
Gambar 3.4. Beban Merata Δ 2 =
. .
Δ 2 =
. , .
, .
= 0,373 mm Total lendutan yang terjadi adalah
Δ = Δ 1 + Δ 2
= 0,895 + 0,373 = 1,268 mm
30
III.2. Pembuatan Benda Uji Balok Beton Bertulang
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan benda uji dibagi atas tiga tahapan, yaitu :
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 15 x 20 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 2D20, tulangan tekan 2D12, tulangan sengkang D6-
12 cm.
Gambar 3.5. Penampang Memanjang Benda Uji
31
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.
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. Tuangkan adukan secukupnya kedalam alat uji slump untuk melihat nilai slump test.
32
6. 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 dengan
tambahan serat fiber.
III.2.3. 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.3. Pengujian Benda Uji III.3.1. 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. 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.3.2. Pengujian Kuat Rekah 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 yang sebelumnya telah dipasang alat splitting test. 4. Secara perlahan-lahan beban tekan diberikan pada benda uji dengan mengoperasikan tuas
pompa.
33
5. Pada saat jarum penunjuk skala beban tidak naik lagi, catat angka yang ditunjukkan jarum penunjuk yang merupakan beban tarik maksimum yang dapat dipikul oleh benda uji
tersebut.
III.3.3. Pengujian Kekuatan Balok Beton Bertulang
1. Balok beton diatas perletakan yang telah disediakan, pasang dial dimana akan diukur lendutan.
2. Pen pengukur regangan balok searah dengan sumbu balok dimana akan diukur regangannya.
3. 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.
III.3.4. Pengukuran Regangan dan Lendutan Balok
Pembebanan yang berangsur-angsur bertambah akan mengakibatkan serat bawah balok tertarik dan serat atas balok tertekan. Akibat regangan yang ditimbulkan, balok akan
mengalami retak. Untuk menghitung regangan pada balok maka akan diukur pada 3 tempat yaitu atas, tengah dan bawah.
Gambar 3.7. Penempatan Pen Pembaca Regangan dan Dial Lendutan
34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Kategori