REKAYASA PENULANGAN GESER BALOK BETON BERTULANG DENGAN MENGGUNAKAN SENGKANG VERTIKAL MODEL “ U “ UNTUK TUJUAN EFISIENSI BAHAN

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Beton adalah elemen struktural bangunan yang telah banyak dikenal dan banyak
dimanfaatkan sampai sekarang ini. Beton juga telah banyak mengalami perkembanganperkembangan baik dalam teknologi pembuatan campurannya ataupun teknologi
pelaksanaan

konstruksinya.

Perkembangan

yang

telah

sangat

dikenal

adalah

ditemukannya kombinasi antara material beton dan tulangan baja yang digabungkan
menjadi satu kesatuan konstruksi dan dikenal sebagai beton bertulang.
Beton bertulang telah banyak diterapkan pada bangunan-bangunan struktural
seperti bangunan gedung, jembatan, perkerasan jalan, bendungan air, tandon air dan
berbagai konstruksi lainnya. Pada bangunan gedung beton bertulang dijumpai beberapa
elemen struktur , misalnya balok, kolom, plat lantai, pondasi, sloof, ring balok, ataupun
plat atap.
Sebagai elemen balok, beton bertulang harus diberikan penulangan yang berupa
penulangan lentur dan penulangan geser. Penulangan lentur dipakai untuk menahan
pembebanan momen lentur yang terjadi pada balok. Penulangan geser digunakan untuk
menahan pembebanan geser (gaya lintang) yang terjadi pada balok. Penulangan geser
balok sering dikenal dengan istilah penulangan sengkang. Ada beberapa macam tulangan
sengkang pada balok, yaitu tulangan sengkang vertikal, tulangan sengkang spiral,
tulangan sengkang miring. Ketiga macam tulangan sengkang ini sudah sangat lazim
diterapkan dan sudah sangat dikenal dalam dunia konstruksi, sehingga dapat dikenal
sebagai tulangan sengkang konvensional.
Tulangan sengkang konvensional yang telah dikenal selama ini dalam konsep
perhitungannya dengan memperhitungkan bahwa bagian tulangan sengkang yang
berfungsi menahan beban geser adalah bagian tulangan sengkang pada arah vertikal

(tegak lurus terhadap sumbu batang balok). Sedangkan bagian tulangan sengkang pada
arah horisontal (di bagian atas dan bawah) tidak diperhitungkan menahan beban gaya
yang terjadi pada balok. Hal ini dikarenakan perilaku beban geser balok akan

1

menyebabkan terjadinya keretakan geser, yang pada umumnya dekat dengan bagian
tumpuan balok (dengan beban geser besar) kemudian menjalar kearah vertikal-horisontal
menuju tengah bentang balok. Keretakan geser akan menyebabkan terbelahnya balok
menjadi dua bagian yang dipisahkan oleh garis keretakan geser tersebut, yaitu bagian
bawah retak geser dan bagian atas retak geser. Keretakan ini semakin lama akan semakin
besar, sehingga kedua bagian balok akan terbelah. Berdasarkan kejadian ini, maka bagian
tulangan sengkang pada arah vertikal adalah tulangan yang berhubungan langsung
dengan keretakan geser tersebut. Tulangan ini akan mencegah terbelahnya balok akibat
adanya keretakan geser, karena tulangan sengkang berfungsi untuk mengikat antara
bagian balok di bawah retak geser dan bagian balok di atas retak geser. Dengan
perencanaan yang tepat, maka retak geser pada balok tidak akan terjadi karena tulangan
sengkang pada arah vertikal ini telah direncanakan mampu menahan beban gaya geser
tersebut.
Berdasarkan uraian di atas, maka terlihat bahwa tulangan sengkang pada arah

horisontal tidak berhubungan langsung dengan keretakan geser yang terjadi pada balok
beton bertulang. Oleh karena itu, tulangan ini merupakan bagian tulangan sengkang yang
tidak berperan secara penuh, hanya sebagai pengikat saja. Melihat perilaku ini, maka
sangat menarik untuk diteliti dan dikaji lebih lanjut tentang keberadaan bagian tulangan
sengkang pada arah horisontal apakah memang perlu ada ataukah tidak perlu ada.
Apabila bagian tulangan ini memang tidak perlu ada, maka penulangan sengkang vertikal
dengan konsep tanpa bagian tulangan horizontal ini akan dapat memberikan manfaat
positif, yaitu dalam hal efisiensi bahan atau biaya. Selanjutnya konsep penulangan
sengkang yang menggunakan satu bagian tulangan horizontal atas saja atau bawah saja
diidentifikasikan sebagai penulangan sengkang model “U”. Penulangan sengkang model
“ U “ ini secara teoritis merupakan suatu alternatif penulangan sengkang yang dapat
memberikan penghematan bahan sehingga biaya untuk pembuatan penulangan sengkang
juga akan dapat dihemat (lebih efisien). Untuk memperkuat teori tersebut, maka
diperlukan suatu penelitian di laboratotium mengenai kekuatan sengkang vertikal model “
U “ dan membandingkannya dengan kekuatan sengkang vertikal konvensional yang telah
lazim digunakan.

2

1.2. Perumusan Masalah

Permasalahan yang menjadi topik utama dalam penelitian ini dapat dijabarkan
sebagai berikut:
1). Bagaimana kuat geser sengkang vertikal konvensional dan sengkang vertikal model
“U” pada konstruksi balok beton bertulang ?
2). Seberapa besar perbedaan kuat geser pada sengkang vertikal konvensional dan
sengkang vertikal model “U” pada konstruksi balok beton bertulang ?
3). Seberapa besar penghematan (efisiensi) bahan yang dapat disumbangkan oleh
penulangan sengkang vertikal model “ U “ pada suatu konstruksi balok beton
bertulang ?
4). Bagaimana cara pemasangan tulangan sengkang vertikal model “ U “ yang paling baik
agar memberikan kekuatan yang maksimal ?

1.3. Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi dengan beberapa hal sebagai berikut agar dapat terfokus
pada tujuan yang ingin dicapai, yaitu :
1). Semen Portland jenis I merk Gresik
2). Pasir, berasal dari Muntilan, Jogjakarta
3). Kerikil, berasal dari Karanganyar
4). Air, berasal dari Laboratorium Bahan Bangunan Teknik Sipil UMS
5). Tulangan baja, berasal dari toko bahan bangunan di Surakarta

6). Bekisting untuk cetakan balok beton bertulang digunakan kayu sengon.
7). Mutu beton rencana , f’c = 20 MPa
8). Mutu baja tulangan rencana, fy = 240 MPa
9). Tulangan sengkang yang digunakan adalah jenis sengkang vertical
10). Baja tulangan sengkang dan tulangan lentur menggunakan baja tulangan polos.
11). Perawatan dan pengujian beton serta pengujian geser dilakukan pada umur 28 hari.

3

LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA

REKAYASA PENULANGAN GESER BALOK BETON
BERTULANG DENGAN MENGGUNAKAN SENGKANG
VERTIKAL MODEL “ U “ UNTUK TUJUAN EFISIENSI
BAHAN

Oleh :
Basuki, ST, MT
Nurul Hidayati, ST, MT

DIBIAYAI DIREKTORAT PENELITIAN DAN PENAGBDIAN MASYARAKAT
DIREKTORAT JENDRAL PENDIDIKAN TINGGI
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL RI
DENGAN SURAT PERJANJIAN
NOMOR : 019/006.2/PP/KT/2009
TERTANGGAL 16 MARET 2009

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
OKTOBER 2009

PRAKATA
Assalaamu’alaikum warohmatullahi wabarokaatuh.
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya
kepada kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian berikut laporannya
dengan baik tanpa ada hambatan yang berarti. Penulisan laporan penelitian ini
merupakan hasil penelitian yang berjudul “REKAYASA PENULANGAN GESER
BALOK BETON BERTULANG DENGAN MENGGUNAKAN SENGKANG
VERTIKAL MODEL “u” UNTUK TUJUAN EFISIENSI BAHAN“. Berdasarkan
penelitian yang telah dilakukan, diketahui bahwa selisih terbesar kuat geser antara

tulangan sengkang konvensional dan tulangan sengkang alternatif model “U” adalah
sebesar 92,86% - 100% yang terjadi pada sengkang dengan spasi 50 mm dan spasi 150
mm. Berdasarkan hasil ini dapat dinyatakan bahwa kekuatan geser antara tulangan
sengkang konvensional dan tulangan sengkang alternatif mode’ “U” adalah tidak sama
dan menunjukkan bahwa kekuatan geser sengkang vertical konvensional lebih besar
dibandingkan dengan kekuatan geser sengkang vertical alternative model “U”. Hasil
penelitian ini menunjukkan pula bahwa tulangan sengkang vertical alternative model
”U” ternyata tidak dapat memberikan efisiensi bahan tulangan bila dibandingkan
dengan tulangan sengkang vertical konvensional.
Dengan selesainya laporan penelitian ini, penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1). Bapak Ir. H. Sri Widodo, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta atas ijin dan dukungannya.
3). Bapak M. Ujianto, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil FT UMS yang
telah banyak memberikan saran dan masukan.
4). Bapak dan Ibu Dosen di Jurusan Teknik Sipil FT UMS atas kerjasamanya dan
dukungan serta saran-sarannya.
5) Semua pihak yang telah membantu dan memberikan semangat dan dukungannya
sehingga terselesaikannya laporan penelitian ini.
Akhirnya, semoga semua bantuan dan jerih payah yang telah diberikan

mendapatkan balasan dan pahala dari Allah SWT dan menjadi amal baik bagi semua
pihak yang terlibat dalam penelitian ini. Akhir kata penulis berharap semoga laporan

penelitian ini bermanfaat bagi pembaca sekalian khususnya yang bergelut dalam
bidang teknik sipil.
Wassalaamu ‘alaikum warohmatullahi wabarokaatuh.

Surakarta, 1 Oktober 2009
Penulis

Basuki, ST, MT

SUMMARY
THE MODIFIED OF CROSS BAR IN CONCRETE REINFORCEMENT BEAM
USING ALTERNATIVE CROSS BAR MODEL “U” FOR MATERIAL
EFFICIENCY
Reinforced concrete needs reinforcement steel for flexural reinforcement and
shear force reinforcement. Flexural reinforcement is used to support flexural bending,
and shear force reinforcement is used to support shear force load. Generally the part of
shear force reinforcement in beam which support the shear force load is vertical part of

that reinforment and the horizontal part is not supporting the shear force load. The
vertical part of reinforcement is used to prevent the concrete beam broken caused of
the shear force load. This research is carried out to analize about the existing of the
horizontal part of reinforcement in concrete beam if it is used or not. This horizontal
part of reinforcement now can be called as alternative reinforcement in shear force
reinforcement in concrete beam. This research is carried out to know about ; maximum
shear force load, capacity of shear force, and the differences about that two matters
above between konvensional reinforcement and alternative reinforcement in shear
force reinforcement in concrete beam.
This research is carried out in 5 steps, they are : preparation materials and
researh equipments, controlling quality of research materials, making test sampels,
processing the test of stress capacity of concrete, strain capacity of steel, and shear
force capacity of the reinforcement for the shear force in concrete beam, and the final
step is analise and conclusion. This research is held in Material Laboratorium in Civil
Engineering UMS. Sampels made in this research are totally in the sum of 18 sampels.
Sampels are made in 6 various, they are in spacing 50 mm, 100 mm, 150 mm for
konvensional and alternative reinforcement. Dimensions of concrete beam are wide
section 15 cm, high section 20 cm, and length of beam is 100 cm.
Based on the result of investigation, generally can be stated that conventional
cross bar is much stronger then alternative cross bar model “U” cause it supported by 2

sample groups which give the difference value significantly. On the other side, the
opposite result only supported by just 1 sample group, which the difference value
smaller then the 2 sample groups, it is only 49,51% < 50%. From these result in above
they show that the shear force capacity between conventional cross bar and alternative
cross bar model”U” is not same and the capacity of alternative cross bar model”U” is
lower then conventional cross bar. This matter causes that alternative cross bar model
“U” can not give efficiency in material but can causes decreasing the capacity of shear
force in it.

Keywords : shear force capacity, alternative shear force reinforcement,
konvensional shear force reinforcement, reinforcement concrete beam.

RINGKASAN
REKAYASA PENULANGAN GESER BALOK BETON BERTULANG
DENGAN MENGGUNAKAN SENGKANG VERTIKAL MODEL “U” UNTUK
TUJUAN EFISIENSI BAHAN
Beton bertulang memerlukan penulangan berupa penulangan lentur dan geser.
Penulangan lentur dipakai untuk menahan momen lentur, sedangkan penulangan geser
(sengkang) digunakan untuk menahan beban geser. Umumnya bagian tulangan
sengkang yang berfungsi menahan beban geser adalah arah vertikal, sedangkan arah

horisontal tidak diperhitungkan menahan beban gaya yang terjadi pada balok. Bagian
tulangan sengkang arah vertikal mencegah terbelahnya balok akibat adanya geser.
Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji tentang kekuatan geser sengkang vertical
alternative model “U” dan membandingkannya dengan kekuatan geser sengkang
vertical konvensional. Penelitian ini juga bertujuan mengetahui: besarnya perbedaan
kuat geser antara sengkang alternatif model “U” dan konvensional pada balok beton
bertulang.
Penelitian dilaksanakan dalam 5 tahap yaitu: tahap persiapan bahan-bahan dan
alat-alat penelitian, pemeriksaan kualitas bahan-bahan penelitian, penyediaan benda
uji, tahap pengujian kuat tekan beton dan kuat geser sengkang balok beton bertulang;
serta tahap analisis dan pembahasan. Lokasi penelitian adalah di Laboratorium Bahan
Bangunan di Jurusan Teknik Sipil FT UMS. Total sampel benda uji yang dibuat
sejumlah 18 buah, tiap variasi dibuat 3 sampel. Variasi yang digunakan spasi sengkang
50 mm, 100 mm, dan 150 mm, ukuran sengkang lebar 15 cm dan tinggi 20 cm, dengan
bentang balok 100 cm. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa kekuatan geser
antara tulangan sengkang konvensional dan tulangan sengkang alternatif mode’ “U”
adalah tidak sama dan menunjukkan bahwa kekuatan geser sengkang vertical
konvensional lebih besar dibandingkan dengan kekuatan geser sengkang vertical
alternative model “U”. Perbedaan kekuatan geser sengkang vertical konvensional dan
sengkang vertical alternative model “U” sangat signifikan (besar) yaitu berkisar antara
92,86% - 100%.
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka secara umum dapat
dinyatakan bahwa sengkang konvensional cenderung jauh lebih kuat dibandingkan
dengan sengkang alternative karena didukung dengan hasil 2 kelompok sample yang
memberikan selisih perbedaan yang sangat signifikan. Sedangkan hal sebaliknya hanya
didukung denga 1 kelompok sample dan selisih kekuatan yang didapatkan pada
kelompok sample ini lebih kecil dibandingkan pada 2 kelompok lainnya, yaitu hanya
49,51% < 50%. Berdasarkan hasil yang didapatkan ini menunjukkan pula bahwa
kekuatan geser sengkang vertical konvensional dan sengkang vertical alternative model
“U” tidaklah sama dan berarti bahwa sengkang alternative model “U” tidak lebih kuat
dalam menahan beban geser dibandingkan dengan sengkang vertical konvensional,
sehingga tidak dapat memberikan sumbangan efisiensi bahan tulangan tetapi justru
menurunkan kekuatan gesernya.
Kata kunci : kuat geser, sengkang alternatif, sengkang konvensional, balok
beton bertulang

DAFTAR ISI
HALAMAN………………………………………………………….……………..
LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………..……….
RANGKUMAN DAN SUMMARY………………………………………………..
PRAKATA…………………………………………………………….……………
DAFTAR ISI………………………………………………………….…………….
DAFTAR TABEL…………………………………………………….…………….
DAFTAR SIMBOL…………………………………………………………………
DAFTAR LAMPIRAN………………………………………….………………….
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………………..…
1.1.Latar Belakang……………………………………..………………………….
1.2.Rumusan Masalah………………………………………………………………
1.3.Batasan Masalah……………………………………………………………….

1
1
3
3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA…………………………...………………………
2.1.Telaah Penelitian Terdahulu……………………………………………………
2.2.Landasan Teori…………………………………………………………………

4
4
4

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN…………………………..
3.1.Tujuan Penelitian………………………………………………………………
3.2. Manfaat Penelitian……………………………………….…………………..
3.2.1. Untuk Ilmu Pengetahuan……………………………….…………………..
3.2.2. Pembangunan Negara……………………………………………………..

14
14
14
14
14

BAB IV METODE PENELITIAN………………………………………………
4.1. Bahan Penelitian……………………………………………………………..
4.2. Peralatan Penelitian………………………………………………………….
4.3. Cara Penelitian……………………………………………………………….
4.4. Analisis Data…………………………………………………………………

15
15
15
17
21

BAB V HASIL PENELITIAN……………………………………………………
5.1. Hasil Pengujian Agregat………………………………………………………
5.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus……………………………………………..
5.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar……………………………………………..
5.2. Hasil Pengujian slump………………………………………………………..
5.3. Hasil Pemeriksaan Berat Jenis Beton…………………………………………
5.4. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton…………………………………………..
5.5. Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan…………………………………..
5.6. Keretakan Pada Balok Uji…………………………………………………….
5.7. Hasil Pengujian Kuat Geser Sengkang……………………………………….
5.8. Perhitungan Geser Pada Balok Uji……………………………………………

23
23
23
26
29
30
30
31
32
32
34

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………….
3.2.Kesimpulan……………………………………………………………………
3.3.Saran……………………………………………………………………………
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

38
38
39

DAFTAR SIMBOL

AS

= luas penampang batang tulangan geser (mm2)

Av

= luas total penampang tulangan geser (mm2)

bw

= lebar penampang balok (mm)

d

= tinggi efektif penampang balok (mm)

f ‘c

= kuat tekan beton (MPa)

fy

= kuat leleh baja tulangan (MPa)

Mu

= momen perlu akibat pembebanan (Nmm)

Vc

= Kuat geser beton (N)

Vn

= kuat geser nominal (N)

Vs

= kuat geser yang ditahan tulangan sengkang (N)

Vu

= beban geser perlu (N)



= factor reduksi kekuatan geser

w

= rasio luas penampang tulangan lentur dan luas penampang balok

c

= berat jenis beton (Ton/m3)

DAFTAR TABEL
Tabel V.1. Hasil pengujian terhadap agregat halus …………………………….
23
Tabel V.2. Gradasi pasir ………………………………………………………..
25
Tabel V.3. Hasil pengujia terhadap agregat kasar (batu pecah) …………………
27
Tabel V.4. Gradasi batu pecah …………………………………………………..
28
Tabel V.5. Hasil pengujian nilai slump ………………………………………….
29
Tabel V.6. Hasil pemeriksaan berat jenis beton ………………………………….
30
Tabel V.7. Hasil pengujian kuat tekan beton …………………………………….
31
Tabel V.8. Hasil pengujian kuat tarik baja tulangan ……………………………..
31
Tabel V.9. Hasil pengujian geser balok …………………………………………..
33
Tabel V.10. Hasil perhitungan Vu maksimal hasil pengujian pada sengkang
konvensional ……………………………………………………….
35
Tabel V.11. Hasil perhitungan Vu maksimal hasil pengujian pada sengkang
alternatif …………………………………………………………….
36
Tabel V.12. Hasil perhitungan Vs pada balok uji ………………………………...
36
Tabel V.13. Selisih beban geser maksimal pada sampel pengujian ………………
37

DAFTAR PUSTAKA

Asroni, A., 1997. Struktur Beton I (Balok dan Plat Beton Bertulang), Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta,
Surakarta.
Asroni, A., 2001. Struktur Beton Lanjut, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan Di
Indonesia (PUBI – 1982), Yayasan Lembaga Penyelidikan
Masalah Bangunan, Bandung.
Dipohusodo, I., 1994. Struktur Beton Bertulang, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Kenneth, M. L.,1997. Reinforced Concrete Design, Mc.Graw Hill, Singapore.
Kusuma, G., 1997. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang, Erlangga, Jakarta.
LPMB, 1991. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SK
SNI T-15-1991-03), Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
Murdock, L. J. and K.M. Brook,1991. Bahan dan Praktek Beton, Terjemahan
Stephany Hindarko, Erlangga, Jakarta.
Neville, A. M., 1987. Concrete Technology, Longman Group UK Limited, England.
Wahyudi, L., 1997. Struktur Beton Bertulang, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.