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

Dokumen yang terkait

FREKUENSI KEMUNCULAN TOKOH KARAKTER ANTAGONIS DAN PROTAGONIS PADA SINETRON (Analisis Isi Pada Sinetron Munajah Cinta di RCTI dan Sinetron Cinta Fitri di SCTV)

27 310 2

PENILAIAN MASYARAKAT TENTANG FILM LASKAR PELANGI Studi Pada Penonton Film Laskar Pelangi Di Studio 21 Malang Town Squere

17 165 2

APRESIASI IBU RUMAH TANGGA TERHADAP TAYANGAN CERIWIS DI TRANS TV (Studi Pada Ibu Rumah Tangga RW 6 Kelurahan Lemah Putro Sidoarjo)

8 209 2

MOTIF MAHASISWA BANYUMASAN MENYAKSIKAN TAYANGAN POJOK KAMPUNG DI JAWA POS TELEVISI (JTV)Studi Pada Anggota Paguyuban Mahasiswa Banyumasan di Malang

20 244 2

FENOMENA INDUSTRI JASA (JASA SEKS) TERHADAP PERUBAHAN PERILAKU SOSIAL ( Study Pada Masyarakat Gang Dolly Surabaya)

63 375 2

PEMAKNAAN MAHASISWA TENTANG DAKWAH USTADZ FELIX SIAUW MELALUI TWITTER ( Studi Resepsi Pada Mahasiswa Jurusan Tarbiyah Universitas Muhammadiyah Malang Angkatan 2011)

59 326 21

PENGARUH PENGGUNAAN BLACKBERRY MESSENGER TERHADAP PERUBAHAN PERILAKU MAHASISWA DALAM INTERAKSI SOSIAL (Studi Pada Mahasiswa Jurusan Ilmu Komunikasi Angkatan 2008 Universitas Muhammadiyah Malang)

127 505 26

PEMAKNAAN BERITA PERKEMBANGAN KOMODITI BERJANGKA PADA PROGRAM ACARA KABAR PASAR DI TV ONE (Analisis Resepsi Pada Karyawan PT Victory International Futures Malang)

18 209 45

STRATEGI PUBLIC RELATIONS DALAM MENANGANI KELUHAN PELANGGAN SPEEDY ( Studi Pada Public Relations PT Telkom Madiun)

32 284 52

Analisis Penyerapan Tenaga Kerja Pada Industri Kerajinan Tangan Di Desa Tutul Kecamatan Balung Kabupaten Jember.

7 76 65