Cover Analisa Lentur Dan Eksperimental Perkuatan Balok Beton Bertulang Dengan Sika Carbodur Plates Pasca Keruntuhan Pada Balok Beton Bertulang Normal
ANALISA LENTUR DAN EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK
BETON BERTULANG DENGAN SIKA CARBODUR PLATESPASCA
KERUNTUHAN PADA BALOK BETON BERTULANG NORMAL
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Oleh :
T.DIPUTRA KERLIANSYAH
090404093
BIDANG STUDI STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
1
ABSTRAK
Penelitian yang ada pada saat ini berpengaruh kepada bagaimana cara menciptakan
suatu konstruksi yang kuat, aman dan murah dengan memanfaatkan teori-teori yang ada.
Berdasarkan diagram tegangan tekan disebutkan bahwa balok beton bertulang mengalami
lentur murni pada saat diberikan beban hingga mencapai batas runtuhnya, dimana tegangan
tekan ditahan oleh balok sepanjang dari garis netral ke serat atas balok dan tegangan tarik
ditahan oleh baja. Ditinjau dari fungsi beton pada balok beton bertulang, dikatakan bahwa
pada daerah tarik ditahan oleh tulangan baja dan daerah tekan ditahan oleh beton,pada
balok yang sudah runtuh akan di perbaiki lagi dengan menggunakan sika carbodur
Hasil pengujian menunjukkan bahwa balok beton bertulang yang diperbaiki
mengalami penurunan lendutan dan regangan sebesar 10.97 % dan 7,82 % serta
peningkatan kapasitas lentur balok beton bertulang sebesar 8,01 %. Dari hasil pengujian
dapat diambil kesimpulan bahwa balok beton bertulang normal yang telah di perbaiki
dapatlebih kuat.
Kata kunci: Balok Beton Bertulang, Normal, Carbodur, Lendutan, Regangan,
Kapasitas Lentur.
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada
penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir yang berjudul “ANALISA
LENTUR DAN EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG
DENGAN SIKA CARBODUR PLATES PASCA KERUNTUHAN PADA BALOK
BETON BERTULANG NORMAL” ini dimaksudkan untuk mencapai gelar sarjana Teknik
Sipil bidang studi struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi
karena bantuan dari berbagai pihak, penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada
kesempatan ini pula, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya
kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syahrizal, M.T., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Sanci Barus, M.T., sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak
memberikan waktu, dukungan, masukan, serta bimbingan kepada penulis untuk
menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak Ir. Besman surbakti,M.T, dan Ir. Torang Sitorus,M.T., sebagai Dosen
Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
5. Kedua orangtua, Teuku Marzuki dan Erlis Erawaty , yang tak pernah berhenti
memberikan doa, dukungan, motivasi, kasih sayang dan segalanya untuksaya
selama ini. serta seluruh keluarga besar saya yang selalu mendukung dan
membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
ii
6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan pengajaran
kepada Penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa: Fauzi ‘10, Rahmad ‘10, Bagus ’12, Nanda
’12.
8. Seluruh staf pegawai kak Lince, Kak Dina, Kak Dewik, Bang Julpan, Bang Jul KP,
Bang Edi , Bang Amin dan Wong Tuo Penunggu Beton dan juga semua pegawai
Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
9. Seluruh keluarga saya sipil 2009 yang telah sangat banyak membantu saya mulai
dari awal proses pengerjaan tugas akhir : Ade Septiawan, Tama Husein (Saddam),
Ali Modo Idris, Odoy, Dicky, Ubul, Wahyu Impal, Sandy, Kirun, Irsyad, Hafiz
Lida, Pandu, Rizky Utama, Rizky Tamba, Perkasa Damanik, Kibran Buyung
samudra, Dewik, Posma Nikolas Hutabarat, Mario, Ableh, Bang Alle, dan
semuanya.
10. Teman-teman seperjuangan yang sudah duluan tamat.
11. Semua abang/kakak dan adik-adik angkatan yang telah membantu penulis selama
pengerjaan tugas akhir ini: Bang Gejond , Bang Indra , Muis, Kembat Insyaf,
Lumajun, Novia,Suryadi, Acong, Puter, yang selalu memberi canda dan tawa serta
temaan-teman lainya yang tidak bisa dituliskan satu-persatu yang lainya.
12. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya dalam
mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat
diselesaikan dengan baik.
iii
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat membangun
dalam penyempurnaan tugas akhir ini
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca.
Medan,Oktober 2015
Penulis
( T.Diputra Kerliansyah )
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................................ i
KATA PENGANTAR .............................................................................………………... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... ix
DAFTAR GRAFIK ........................................................................................................... xi
DAFTAR NOTASI .......................................................................................................... xii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN .................................................................................
1
1.1
Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2
Perumusan Masalah .......................................................................
6
1.3
Tujuan Penelitian ...........................................................................
7
1.4
Batasan Masalah ............................................................................
7
1.5
Sistematika Penulisan.....................................................................
8
1.6
Metode Penelitian ..........................................................................
9
1.7
Pelaksanaan Penelitian .................................................................. 10
TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 12
2.1. Umum ............................................................................................... 12
2.2. Bahan Yang Digunakan ................................................................... 12
2.2.1Semen Portland ....................................................................... 12
2.2.2 Agregat.....................................................................................13
2.2.3 Air ............................................................................................. 14
2.2.4 Bahan Tambah (Additive) .........................................................15
v
2.3. Sifat Beton………………………...………..……………................16
2.3.1 Kuat Tekan ……………..……………….…………………… 16
2.3.2 Kuat Tarik ……………………..……..……………………….17
2.3.3 Kuat Geser ……………..……..………………………………18
2.3.4 Rangkak …………………………..……..……………………19
2.3.5 Susut ………………………..……..……………….................19
2.4. Perilaku Tegangan-Regangan Beton …..………..………………….20
2.5. Balok Beton Bertulang ……………...…………….………………..22
2.5.1 Baja Tulangan …………………………………....…………...23
2.5.2 Analisa Balok Beton Bertulang ……..…………..……………24
2.5.2.1 Analisa Balok Terlentur Tulangan (Tunggal)……………... 26
2.5.2.2 Analisis Balok Terlentur Tulangan(Rangkap)…………….. 28
2.5.2.3 Tulangan Geser…………………..…..…...………………... 30
2.6. Retak……………………………………..………..……………….. 31
2.7. Lendutan ……………………………………….…………………...33
2.7.1 Perhitungan Lendutan ………………………..…..................... 34
2.7.2 Momen Inersia Penampang Retak ………………….………...36
2.8. Sejarah Fiber Reinforced Polymer (FRP) ......................................... 37
2.9. Penggunaan FRP pada Struktur Bangunan........................................ 37
2.10.Material FRP (Fiber Reinforced Polymer ).......................................38
2.11.Sika Carbodur Plates Sebagai Bahan CFRP......................................39
2.12.Sikadur 3o Sebagai Bahan Perekat ( Bonding)..................................41
vi
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 42
3.1
Perhitungan Benda Uji Balok Beton Bertulang ................................42
3.2
Perencanaan Campuran Beton ……………………………………...46
3.2.1 Perencanaan Campuran Benda Uji Silinder……….................. 46
3.2.2 Perencanaan Campuran Benda Balok Beton Bertulang ..……. 47
3.2.3Persiapan Pembuatan Benda Uji ………..……………………48
3.2.3.1 Persiapan Pembuatan Benda Uji Silinder.……………48
3.2.3.2
Persiapan
Pembuatan
Benda
Uji
Balok
Beton
Bertulang………………...………….……………….49
3.2.4 Pengecoran Benda Uji ...…………….………….......………... 50
3.2.5 Perawatan Benda Uji Pasca Pengecoran ……………….……. 53
BAB IV
3.3
Pengujian Kuat Tekan Beton …………………………...………….. 54
3.4
Pengujian Kuat Tarik Beton ………..………….………………...…56
3.5
Pengujian Kuat Lentur ……………………………………………...57
3.6
Perbaikan Balok Pasca Keruntuhan ............................................... 59
3.7
Bagan Alir Percobaan......................................................................61
ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN .……….....63
4.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Tarik ……………………….63
4.1.1 Kuat Tekan Silinder Beton …..………………..……………...63
4.1.2 Kuat Tarik Belah Silinder Beton ……………………..……… 65
4.2. Pengujian Lendutan Balok Beton Bertulang ……..….……………..66
4.3. Lendutan Balok Secara Teori..…….…………….……………….....69
4.4. Pengujian Regangan Balok Beton Bertulang ……..……………….. 92
4.5. Hubungan Tegangan-Regangan ……………..…….…..………….104
vii
4.5.1 Hubungan Tegangan-Regangan Beton Balok
Beton Bertulang…………………………………………........104
4.5.2 Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik Balok
Beton Bertulang…………………………..……......................110
4.6. Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang Normal...............…..……107
4.7. Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang Setelah Diperbaiki
Dengan Carbodur..............................................................................114
4.8. Retak Balok Beton Bertulang
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ……………..……................................131
5.1 Kesimpulan…………………..………………..……….....……….. 131
5.2
Saran …………………...……………………...……..………..….. 131
DAFTAR PUSTAKA ……………………...……………………….……………...….. 132
viii
DAFTAR GAMBAR
No
Judul
Hal
1.1
Momen dan Lintang dalam Kondisi Lentur Murni
3
1.2
Diagram Tegangan Tekan Penampang Balok
4
1.3
Potongan Memanjang Benda Uji Balok Beton Bertulang
11
1.4
Potongan Memanjang Benda Uji Balok Beton Bertulang
8
1.5
Pembebanan dan perletakan dial indikator pada balok beton bertulang
normal
9
2.1
HubunganTegangan dan Regangan Benda Uji Beton
17
2.2
Hubungan Tegangan-Regangan Linear
21
2.3
Perilaku Lentur Balok Beban Kecil
22
2.4
Perilaku Lentur Balok Beban Ultimat
25
2.5
Diagram Tegangan Regangan Seimbang
25
2.6
Balok Tegangan Ekivalen Whitney
26
2.7
Analisa Balok Bertulangan Rangkap
29
2.8
Retak pada Balok
32
3.1
Sketsa Perencanaan Balok Beton Bertulang
43
3.2
Sketsa Pembebanan Balok Beton Bertulang
47
3.3
Sketsa Perencanaan Balok Beton Bertulang Normal
48
3.5
Cetakan Benda Uji Silinder
48
3.6
Bahan Adukan Benda Uji
49
3.7
Dimensi Balok Beton Bertulang Normal
49
3.9
Proses Pengadukan Campuran Beton
51
3.10
Pengujian Slump
51
3.11
Proses Pengecoran
52
3.12
Beton setelah diratakan dengan sendok semen
52
3.13
Perawatan Benda Uji Balok
59
ix
3.16
Benda Uji Silinder
54
3.17
Penimbangn Benda Uji
55
3.18
Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton
55
3.19
Pengujian Kuat Tarik Silinder Beton
56
3.20
Benda Uji Silinder yang Telah Terbelah
57
3.21
Dial Indicator
58
3.22
Alat Pompa dan hydraulic Jack
58
3.23
Selang Hydraulic dan Manometer
59
4.1
Positioning Dial Indicator Lendutan
67
4.2
Pembebanan Terpusat Beton Normal
70
x
DAFTAR GRAFIK
No
Judul
Hal
4.1
Hubungan Beban-Lendutan Balok Beton Bertulang Normal
68
4.2
Hubungan Beban-Lendutan Balok Beton Bertulang setelah di perbaiki
69
4.3
Hubungan Beban-Lendutan Berdasarkan Hasil Pengujian dan Teori pada
Balok Beton Bertulang Normal
78
4.4
Hubungan Beban-Lendutan Berdasarkan Hasil Pengujian dan Teori pada
Balok Beton Bertulang setelah di perbaiki
88
4.5
Hubungan Beban-Lendutan Berdasarkan Hasil Pengujian pada Balok
Beton Bertulang Normal dan setelah di perbaiki
89
4.6
Hubungan Beban-Lendutan Berdasarkan Hasil Perhitungan Teori pada
Balok Beton Bertulang Normal dan setelah di perbaiki
90
4.7
Hubungan Beban-Regangan Beton (εc) pada Balok Beton Bertulang
Normal dan setelah di perbaiki
91
4.8
Hubungan Beban-Regangan Tulangan Tarik (εs) pada Balok Beton
Normal dan setelah di perbaiki
101
4.9
Hubungan Tegangan-Regangan Beton (��) pada Balok Beton Bertulang
Normal
102
4.10
Hubungan Tegangan-Regangan Beton(��)pada Balok Beton Bertulang
setelah di perbaiki
103
4.11
Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik (��) pada Balok Beton
Bertulang Normal dan setelah di perbaiki
104
4.12
Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik (��) pada Balok Beton
Bertulang Normal
106
4.13
Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik (��) pada Balok Beton
Bertulang setelah di perbaiki
106
4.14
Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik (��) pada Balok Beton
BertulangNormal dan setelah di perbaiki
107
4.15
Hubungan Beban-Tegangan Lentur pada Balok Beton Bertulang Normal
dan setelah di perbaiki
114
xi
DAFTAR NOTASI
f’c
: Kekuatan tekan (N/mm²)
P
: Beban tekan (kg)
A
: Luas permukaan benda uji (cm²)
SD
: Deviasi standar (kg/cm²)
n
: Jumlah total benda uji hasil pemeriksaan / jumlah data
ft
: Kuat tarik belah (N/mm²)
�
: Tegangan Beton (MPa)
Ec
: Modulus elastis beton (MPa)
Es
: Modulus elastis baja tulangan (MPa)
Nd
: Resultan seluruh gaya tekan pada daerah di atas garis netral (N)
Nt
: Resultan seluruh gaya tarik pada daerah di bawah garis netral (N)
Mr
: Momen tahanan (Nmm)
z
: Jarak antara resutante tekan dan tarik (mm)
c
: Jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)
fy
: Tegangan luluh tulangan (MPa)
Asb
: Luas tulangan balok seimbang (mm²)
ρ
: Ratio penulangan
d
: Tinggi efektif balok (mm)
b
: Lebar balok (mm)
β1
: Konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton
��
: Momen inersia efektif (mm⁴)
��
: Momen inersia penampang (mm⁴)
��
: Momen beban layan maksimum yang terjadi pada kondisi yang diharapkan
xii
��r
: Momen inersia transformasi pada penampang retak (mm⁴)
fr
: Modulus retak beton (MPa) = 0,7√�′�
��r
yt
: Momen retak (Nmm)
: Jarak dari garis netral penampang utuh ke serat tepi tertarik (mengabaikan tulangan
baja) = 1/2ℎ
q
: Berat sendiri balok (N/mm)
��′
: Regangan tulangan tekan
: Regangan beton
�s
: Regangan tulangan tarik
��
Mn
: Momen nominal (Nmm)
Δ�
: Lendutan (mm)
fc
: Tegangan beton (N/mm²)
fs
: Tegangan tulangan tarik (N/mm²)
W
: Luas Bidang Momen
xiii
BETON BERTULANG DENGAN SIKA CARBODUR PLATESPASCA
KERUNTUHAN PADA BALOK BETON BERTULANG NORMAL
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Oleh :
T.DIPUTRA KERLIANSYAH
090404093
BIDANG STUDI STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
1
ABSTRAK
Penelitian yang ada pada saat ini berpengaruh kepada bagaimana cara menciptakan
suatu konstruksi yang kuat, aman dan murah dengan memanfaatkan teori-teori yang ada.
Berdasarkan diagram tegangan tekan disebutkan bahwa balok beton bertulang mengalami
lentur murni pada saat diberikan beban hingga mencapai batas runtuhnya, dimana tegangan
tekan ditahan oleh balok sepanjang dari garis netral ke serat atas balok dan tegangan tarik
ditahan oleh baja. Ditinjau dari fungsi beton pada balok beton bertulang, dikatakan bahwa
pada daerah tarik ditahan oleh tulangan baja dan daerah tekan ditahan oleh beton,pada
balok yang sudah runtuh akan di perbaiki lagi dengan menggunakan sika carbodur
Hasil pengujian menunjukkan bahwa balok beton bertulang yang diperbaiki
mengalami penurunan lendutan dan regangan sebesar 10.97 % dan 7,82 % serta
peningkatan kapasitas lentur balok beton bertulang sebesar 8,01 %. Dari hasil pengujian
dapat diambil kesimpulan bahwa balok beton bertulang normal yang telah di perbaiki
dapatlebih kuat.
Kata kunci: Balok Beton Bertulang, Normal, Carbodur, Lendutan, Regangan,
Kapasitas Lentur.
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada
penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir yang berjudul “ANALISA
LENTUR DAN EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG
DENGAN SIKA CARBODUR PLATES PASCA KERUNTUHAN PADA BALOK
BETON BERTULANG NORMAL” ini dimaksudkan untuk mencapai gelar sarjana Teknik
Sipil bidang studi struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi
karena bantuan dari berbagai pihak, penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada
kesempatan ini pula, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya
kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syahrizal, M.T., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Sanci Barus, M.T., sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak
memberikan waktu, dukungan, masukan, serta bimbingan kepada penulis untuk
menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak Ir. Besman surbakti,M.T, dan Ir. Torang Sitorus,M.T., sebagai Dosen
Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
5. Kedua orangtua, Teuku Marzuki dan Erlis Erawaty , yang tak pernah berhenti
memberikan doa, dukungan, motivasi, kasih sayang dan segalanya untuksaya
selama ini. serta seluruh keluarga besar saya yang selalu mendukung dan
membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
ii
6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan pengajaran
kepada Penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa: Fauzi ‘10, Rahmad ‘10, Bagus ’12, Nanda
’12.
8. Seluruh staf pegawai kak Lince, Kak Dina, Kak Dewik, Bang Julpan, Bang Jul KP,
Bang Edi , Bang Amin dan Wong Tuo Penunggu Beton dan juga semua pegawai
Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
9. Seluruh keluarga saya sipil 2009 yang telah sangat banyak membantu saya mulai
dari awal proses pengerjaan tugas akhir : Ade Septiawan, Tama Husein (Saddam),
Ali Modo Idris, Odoy, Dicky, Ubul, Wahyu Impal, Sandy, Kirun, Irsyad, Hafiz
Lida, Pandu, Rizky Utama, Rizky Tamba, Perkasa Damanik, Kibran Buyung
samudra, Dewik, Posma Nikolas Hutabarat, Mario, Ableh, Bang Alle, dan
semuanya.
10. Teman-teman seperjuangan yang sudah duluan tamat.
11. Semua abang/kakak dan adik-adik angkatan yang telah membantu penulis selama
pengerjaan tugas akhir ini: Bang Gejond , Bang Indra , Muis, Kembat Insyaf,
Lumajun, Novia,Suryadi, Acong, Puter, yang selalu memberi canda dan tawa serta
temaan-teman lainya yang tidak bisa dituliskan satu-persatu yang lainya.
12. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya dalam
mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat
diselesaikan dengan baik.
iii
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat membangun
dalam penyempurnaan tugas akhir ini
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca.
Medan,Oktober 2015
Penulis
( T.Diputra Kerliansyah )
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................................ i
KATA PENGANTAR .............................................................................………………... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... ix
DAFTAR GRAFIK ........................................................................................................... xi
DAFTAR NOTASI .......................................................................................................... xii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN .................................................................................
1
1.1
Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2
Perumusan Masalah .......................................................................
6
1.3
Tujuan Penelitian ...........................................................................
7
1.4
Batasan Masalah ............................................................................
7
1.5
Sistematika Penulisan.....................................................................
8
1.6
Metode Penelitian ..........................................................................
9
1.7
Pelaksanaan Penelitian .................................................................. 10
TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 12
2.1. Umum ............................................................................................... 12
2.2. Bahan Yang Digunakan ................................................................... 12
2.2.1Semen Portland ....................................................................... 12
2.2.2 Agregat.....................................................................................13
2.2.3 Air ............................................................................................. 14
2.2.4 Bahan Tambah (Additive) .........................................................15
v
2.3. Sifat Beton………………………...………..……………................16
2.3.1 Kuat Tekan ……………..……………….…………………… 16
2.3.2 Kuat Tarik ……………………..……..……………………….17
2.3.3 Kuat Geser ……………..……..………………………………18
2.3.4 Rangkak …………………………..……..……………………19
2.3.5 Susut ………………………..……..……………….................19
2.4. Perilaku Tegangan-Regangan Beton …..………..………………….20
2.5. Balok Beton Bertulang ……………...…………….………………..22
2.5.1 Baja Tulangan …………………………………....…………...23
2.5.2 Analisa Balok Beton Bertulang ……..…………..……………24
2.5.2.1 Analisa Balok Terlentur Tulangan (Tunggal)……………... 26
2.5.2.2 Analisis Balok Terlentur Tulangan(Rangkap)…………….. 28
2.5.2.3 Tulangan Geser…………………..…..…...………………... 30
2.6. Retak……………………………………..………..……………….. 31
2.7. Lendutan ……………………………………….…………………...33
2.7.1 Perhitungan Lendutan ………………………..…..................... 34
2.7.2 Momen Inersia Penampang Retak ………………….………...36
2.8. Sejarah Fiber Reinforced Polymer (FRP) ......................................... 37
2.9. Penggunaan FRP pada Struktur Bangunan........................................ 37
2.10.Material FRP (Fiber Reinforced Polymer ).......................................38
2.11.Sika Carbodur Plates Sebagai Bahan CFRP......................................39
2.12.Sikadur 3o Sebagai Bahan Perekat ( Bonding)..................................41
vi
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 42
3.1
Perhitungan Benda Uji Balok Beton Bertulang ................................42
3.2
Perencanaan Campuran Beton ……………………………………...46
3.2.1 Perencanaan Campuran Benda Uji Silinder……….................. 46
3.2.2 Perencanaan Campuran Benda Balok Beton Bertulang ..……. 47
3.2.3Persiapan Pembuatan Benda Uji ………..……………………48
3.2.3.1 Persiapan Pembuatan Benda Uji Silinder.……………48
3.2.3.2
Persiapan
Pembuatan
Benda
Uji
Balok
Beton
Bertulang………………...………….……………….49
3.2.4 Pengecoran Benda Uji ...…………….………….......………... 50
3.2.5 Perawatan Benda Uji Pasca Pengecoran ……………….……. 53
BAB IV
3.3
Pengujian Kuat Tekan Beton …………………………...………….. 54
3.4
Pengujian Kuat Tarik Beton ………..………….………………...…56
3.5
Pengujian Kuat Lentur ……………………………………………...57
3.6
Perbaikan Balok Pasca Keruntuhan ............................................... 59
3.7
Bagan Alir Percobaan......................................................................61
ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN .……….....63
4.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Tarik ……………………….63
4.1.1 Kuat Tekan Silinder Beton …..………………..……………...63
4.1.2 Kuat Tarik Belah Silinder Beton ……………………..……… 65
4.2. Pengujian Lendutan Balok Beton Bertulang ……..….……………..66
4.3. Lendutan Balok Secara Teori..…….…………….……………….....69
4.4. Pengujian Regangan Balok Beton Bertulang ……..……………….. 92
4.5. Hubungan Tegangan-Regangan ……………..…….…..………….104
vii
4.5.1 Hubungan Tegangan-Regangan Beton Balok
Beton Bertulang…………………………………………........104
4.5.2 Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik Balok
Beton Bertulang…………………………..……......................110
4.6. Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang Normal...............…..……107
4.7. Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang Setelah Diperbaiki
Dengan Carbodur..............................................................................114
4.8. Retak Balok Beton Bertulang
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ……………..……................................131
5.1 Kesimpulan…………………..………………..……….....……….. 131
5.2
Saran …………………...……………………...……..………..….. 131
DAFTAR PUSTAKA ……………………...……………………….……………...….. 132
viii
DAFTAR GAMBAR
No
Judul
Hal
1.1
Momen dan Lintang dalam Kondisi Lentur Murni
3
1.2
Diagram Tegangan Tekan Penampang Balok
4
1.3
Potongan Memanjang Benda Uji Balok Beton Bertulang
11
1.4
Potongan Memanjang Benda Uji Balok Beton Bertulang
8
1.5
Pembebanan dan perletakan dial indikator pada balok beton bertulang
normal
9
2.1
HubunganTegangan dan Regangan Benda Uji Beton
17
2.2
Hubungan Tegangan-Regangan Linear
21
2.3
Perilaku Lentur Balok Beban Kecil
22
2.4
Perilaku Lentur Balok Beban Ultimat
25
2.5
Diagram Tegangan Regangan Seimbang
25
2.6
Balok Tegangan Ekivalen Whitney
26
2.7
Analisa Balok Bertulangan Rangkap
29
2.8
Retak pada Balok
32
3.1
Sketsa Perencanaan Balok Beton Bertulang
43
3.2
Sketsa Pembebanan Balok Beton Bertulang
47
3.3
Sketsa Perencanaan Balok Beton Bertulang Normal
48
3.5
Cetakan Benda Uji Silinder
48
3.6
Bahan Adukan Benda Uji
49
3.7
Dimensi Balok Beton Bertulang Normal
49
3.9
Proses Pengadukan Campuran Beton
51
3.10
Pengujian Slump
51
3.11
Proses Pengecoran
52
3.12
Beton setelah diratakan dengan sendok semen
52
3.13
Perawatan Benda Uji Balok
59
ix
3.16
Benda Uji Silinder
54
3.17
Penimbangn Benda Uji
55
3.18
Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton
55
3.19
Pengujian Kuat Tarik Silinder Beton
56
3.20
Benda Uji Silinder yang Telah Terbelah
57
3.21
Dial Indicator
58
3.22
Alat Pompa dan hydraulic Jack
58
3.23
Selang Hydraulic dan Manometer
59
4.1
Positioning Dial Indicator Lendutan
67
4.2
Pembebanan Terpusat Beton Normal
70
x
DAFTAR GRAFIK
No
Judul
Hal
4.1
Hubungan Beban-Lendutan Balok Beton Bertulang Normal
68
4.2
Hubungan Beban-Lendutan Balok Beton Bertulang setelah di perbaiki
69
4.3
Hubungan Beban-Lendutan Berdasarkan Hasil Pengujian dan Teori pada
Balok Beton Bertulang Normal
78
4.4
Hubungan Beban-Lendutan Berdasarkan Hasil Pengujian dan Teori pada
Balok Beton Bertulang setelah di perbaiki
88
4.5
Hubungan Beban-Lendutan Berdasarkan Hasil Pengujian pada Balok
Beton Bertulang Normal dan setelah di perbaiki
89
4.6
Hubungan Beban-Lendutan Berdasarkan Hasil Perhitungan Teori pada
Balok Beton Bertulang Normal dan setelah di perbaiki
90
4.7
Hubungan Beban-Regangan Beton (εc) pada Balok Beton Bertulang
Normal dan setelah di perbaiki
91
4.8
Hubungan Beban-Regangan Tulangan Tarik (εs) pada Balok Beton
Normal dan setelah di perbaiki
101
4.9
Hubungan Tegangan-Regangan Beton (��) pada Balok Beton Bertulang
Normal
102
4.10
Hubungan Tegangan-Regangan Beton(��)pada Balok Beton Bertulang
setelah di perbaiki
103
4.11
Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik (��) pada Balok Beton
Bertulang Normal dan setelah di perbaiki
104
4.12
Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik (��) pada Balok Beton
Bertulang Normal
106
4.13
Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik (��) pada Balok Beton
Bertulang setelah di perbaiki
106
4.14
Hubungan Tegangan-Regangan Tulangan Tarik (��) pada Balok Beton
BertulangNormal dan setelah di perbaiki
107
4.15
Hubungan Beban-Tegangan Lentur pada Balok Beton Bertulang Normal
dan setelah di perbaiki
114
xi
DAFTAR NOTASI
f’c
: Kekuatan tekan (N/mm²)
P
: Beban tekan (kg)
A
: Luas permukaan benda uji (cm²)
SD
: Deviasi standar (kg/cm²)
n
: Jumlah total benda uji hasil pemeriksaan / jumlah data
ft
: Kuat tarik belah (N/mm²)
�
: Tegangan Beton (MPa)
Ec
: Modulus elastis beton (MPa)
Es
: Modulus elastis baja tulangan (MPa)
Nd
: Resultan seluruh gaya tekan pada daerah di atas garis netral (N)
Nt
: Resultan seluruh gaya tarik pada daerah di bawah garis netral (N)
Mr
: Momen tahanan (Nmm)
z
: Jarak antara resutante tekan dan tarik (mm)
c
: Jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)
fy
: Tegangan luluh tulangan (MPa)
Asb
: Luas tulangan balok seimbang (mm²)
ρ
: Ratio penulangan
d
: Tinggi efektif balok (mm)
b
: Lebar balok (mm)
β1
: Konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton
��
: Momen inersia efektif (mm⁴)
��
: Momen inersia penampang (mm⁴)
��
: Momen beban layan maksimum yang terjadi pada kondisi yang diharapkan
xii
��r
: Momen inersia transformasi pada penampang retak (mm⁴)
fr
: Modulus retak beton (MPa) = 0,7√�′�
��r
yt
: Momen retak (Nmm)
: Jarak dari garis netral penampang utuh ke serat tepi tertarik (mengabaikan tulangan
baja) = 1/2ℎ
q
: Berat sendiri balok (N/mm)
��′
: Regangan tulangan tekan
: Regangan beton
�s
: Regangan tulangan tarik
��
Mn
: Momen nominal (Nmm)
Δ�
: Lendutan (mm)
fc
: Tegangan beton (N/mm²)
fs
: Tegangan tulangan tarik (N/mm²)
W
: Luas Bidang Momen
xiii