STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH RASIO TULANGAN TERHADAP KEKUATAN GESER BALOK BETON BERTULANG TANPA TULANGAN TRANSVERSAL.
STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH RASIO
TULANGAN TERHADAP KEKUATAN GESER
BALOK BETON BERTULANG
TANPA TULANGAN TRANSVERSAL
SKRIPSI
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan Pendidikan
Program Strata-1 pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Andalas Padang
Oleh
RINALDO ALEXANDER
1010922005
Pembimbing
OSCAR FITHRAH NUR, MT
RENDY THAMRIN, Dr. Eng
JURUSAN TEKNIK SIPIL-FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui gaya geser balok
beton bertulang akibat pengaruh rasio tulangan yang diberikan tanapa
adanya tulangan geser.
Berdasarkan perencanaan penampang dimensi benda uji yang
diteliti adalah 3 balok penampang persegi dengan dimensi 125x250mm
panjang 2300 mm dengan tulangan ulir diameter 13mm dan 3 buah
balok penampang T dengan ukuran badan 125mm x 180mm dan ukuran
sayap 250mm x 70mm dengan panjang balok masing-masing 2300mm.
dengan diberikan variasi jumlah tulangan. Untuk memperoleh kuat
geser balok beton bertulang dilakukan pengujian kuat lentur dengan
metode pengujian Four-Point Loading yaitu dengan memberikan dua
buah beban terpusat kepada balok sampai mengalami kehancuran.
Penelitian ini dilakukan di dalam Laboratorium Material dan Struktur
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas.
Hasil yang diperoleh pada penilitian ini adalah semakin besar
rasio tulangan yang digunakan maka semakin besar beban yang dapat
ditahan balok dan lendutan yang terjadi semakin kecil. Dan pola retak
pada benda uji dimulai pada daerah lentur murni yaitu daerah pada
balok yang hanya mengalami gaya geser atau tidak ada gaya geser.
Kemudian seiring penambahan beban, maka retak terjadi disepanjang
bentang balok sampaai terjadi keruntuhan geser pada balok dengan
ditandai retak diagonal.
Kata Kunci: balok beton bertulang, rasio tulangan, beban dan
lendutan, kuat lentur dan geser, pola retak
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton merupakan suatu bahan konstruksi yang sangat banyak
digunakan saat ini. Kemudahan dalam pengerjaan , kemudahan untuk
dibentuk dan harga yang relative murah merupakan pilihan tersendiri
saat ini. Hal yang terpenting adalah beton merupakan bahan konsruksi
yang smempunyai kekuatan besar dalam menahan beban tekan
(compression), namun lemah dalam menahan gaya tarik (tension).
Kelemahan
beton
dalam
menahan
gaya
tarik
ini
sering
ditambahkan atau digantikan dengan diberikan tulangan baja pada bagan
yang menahan tarik pada beton,dikarenakan tulangan baja mempunyai
kapasitas yang tinggi dalma menahan gaya tarik. Konstruksi ini disebut
beton bertulang. Beton bertulang merupakan kombinasi antara beton dan
tulangan baja, dimana beton berfungsi menahan gaya tekan dan tulangan
baja menahan tarik. Tulangan baja yang digunakan haruslah tulangan
ulir (deformed bar).
Beton bertulang merupakan bahan konstruksi yang sangat penting.
Beton bertulang digunakan untuk hampir semua struktur baik besar
maupun kecil seperti bangunan, jembatan, perkerasan, bendungan,
rumah sederhana. Pada bangunan gedung, beton bertulang dapat
digunakan pada struktur kolom, balok, sloof, plat lantai, pondasi, ring
balok dan plat atap.
Balok adalah bagian struktur gedung untuk menahan beban
konstruksi lantai di atasnya. Balok berfungsi pendukung beban vertikal
1
dan horizontal. Beban vertikal pada balok terdiri dari beban mati dan
beban hidup yang diterima balok sepertiberat sendiri balok, plat lantai.
Sedangkan beban horizontal pada balok berupa beban angin dan beban
gempa. Balok merupakan bagian struktur yang sangat penting yang
memikul beban transversal berupa beban lentur, geser maupun torsi.
Balok juga dikenal sebagai elemen struktur yang yang dominan
menerima beban lentur dan bebang geser. Pada beton bertulang,
keruntuhan geser terjadi secara tiba-tiba tanpa adanya tanda-tanda
sebelumnya. Hal ini sangatlah berbahaya dan harus dihindari. Oleh
karena itu, perlunya perencanaan yang sangat matang terhadap gaya
geser yang akan digunakan. Besarnya gaya geser, erat kaitannya
terhadap rasio tulangan yang diberikan pada beton.
Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui besarnya gaya geser
yang dapat diterima balok dengan perbandingan rasio tulangan, tanpa
adanya tulangan sengkang.
1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui kemampuan beton dalam menahan gaya geser
akibat diberi beban.
2. Mengetahui berapa besar lendutan yang terjadi akibat beban
yang diberikan.
3. Menghasilkan suatu output (hasil) berupa analisis dan
pembahasan atas hasil uji terhadap suatu objek penelitian yang
2
dapat digunakan oleh institusi yang bergerak di bidang
konstruksi maupun oleh Universitas Andalas sendiri.
1.3 Batasan Penelitian
Agar dapat diperoleh tinjauan yang terfokus maka dilakukan
pembatasan masalah yang akan dikaji dalam penelitian ini. Penelitian
yang dilakukan memiliki ruang lingkup sebagai berikut :
1. Perencanaan campuran beton berdasarkan ACI 211 4R-93
2. Mutu beton yang dirancanakan adalah mutu beton K-300
3. Tulangan yang digunakan adalah tulangan berukuran D 13 mm
tanpa menggunakan tulangan geser.
4. Balok yang direncanakan yaitu 3 buah balok persegi panjang
tanpa tulangan geser dengan ukuran 125mm x 250mm x
2300mm dan 3 buah balok penampang T tanpa tulangan geser
dengan ukuran badan 125mm x 180mm x 2300mm dan sayap
balok 250mm x 70mm x 2300mm.
5. Pengujian benda uji dilakukan sesuai dengan ASTM C 78-02
(Flexure Strength of Concrete Using Simple Beam With ThirdPoint Loading). Pengujian benda uji dilakukan di Laboratorium
Material dan Struktur Universitas Andalas dengan alat uji
berkapasitas 500 KN.
1.4 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang dilakukan sebagai berikut ini :
3
1. Studi literatur, mengenai perilaku geser pada beton bertulang
tanpa tulangan geser ( sengkang ). Kegiatan ini berlangsung
dengan mengumpulkan bahan dan mempelajari pustaka dalam
bentuk
standar
nasional
Indonesia,
peraturan-peraturan
konstruksi, jurnal, text book, paper, ataupun laporan-laporan
penelitian lainnya yang berhubungan dengan topik penelitian
ini.
2. Melakukan pengambilan data dari benda uji balok
diketahui
kemampuan
beton
menahan
beban
untuk
sebelum
terjadinya kegagalan akibat geser.
3. Melakukan pengolahan data
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penyusunan Tugas Akhir ini secara garis besar dibagi
dalam lima bagian sebagai berikut.
BAB I :
PENDAHULUAN
Berisikan penjelasan secara umum tentang penelitian, latar
belakang pemilihan materi penelitian, tinjauan masalah dan
batasanna, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan.
BAB II :
TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan kajian yang mengacu pada beberapa referensi
mengenai beton, kuat tekan beton, kuat tarik tulangan, kuat
lentur, dan kuat geser pada beton.
4
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Berisikan penguraian parameter dan metoda penelitian yang
digunakan.
BAB IV : PROSEDUR DAN HASIL KERJA
Berisikan prosedur pengerjaan penelitian sertadata-data
hasil pengujian.
BAB V :
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Berisikan analisis hasil pengujian dan pembahasan dari hasil
pengujian yang didapatkan tersebut.
BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisikan kesimpulan dan saran dari penelitian ini.
5
TULANGAN TERHADAP KEKUATAN GESER
BALOK BETON BERTULANG
TANPA TULANGAN TRANSVERSAL
SKRIPSI
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan Pendidikan
Program Strata-1 pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Andalas Padang
Oleh
RINALDO ALEXANDER
1010922005
Pembimbing
OSCAR FITHRAH NUR, MT
RENDY THAMRIN, Dr. Eng
JURUSAN TEKNIK SIPIL-FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui gaya geser balok
beton bertulang akibat pengaruh rasio tulangan yang diberikan tanapa
adanya tulangan geser.
Berdasarkan perencanaan penampang dimensi benda uji yang
diteliti adalah 3 balok penampang persegi dengan dimensi 125x250mm
panjang 2300 mm dengan tulangan ulir diameter 13mm dan 3 buah
balok penampang T dengan ukuran badan 125mm x 180mm dan ukuran
sayap 250mm x 70mm dengan panjang balok masing-masing 2300mm.
dengan diberikan variasi jumlah tulangan. Untuk memperoleh kuat
geser balok beton bertulang dilakukan pengujian kuat lentur dengan
metode pengujian Four-Point Loading yaitu dengan memberikan dua
buah beban terpusat kepada balok sampai mengalami kehancuran.
Penelitian ini dilakukan di dalam Laboratorium Material dan Struktur
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas.
Hasil yang diperoleh pada penilitian ini adalah semakin besar
rasio tulangan yang digunakan maka semakin besar beban yang dapat
ditahan balok dan lendutan yang terjadi semakin kecil. Dan pola retak
pada benda uji dimulai pada daerah lentur murni yaitu daerah pada
balok yang hanya mengalami gaya geser atau tidak ada gaya geser.
Kemudian seiring penambahan beban, maka retak terjadi disepanjang
bentang balok sampaai terjadi keruntuhan geser pada balok dengan
ditandai retak diagonal.
Kata Kunci: balok beton bertulang, rasio tulangan, beban dan
lendutan, kuat lentur dan geser, pola retak
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton merupakan suatu bahan konstruksi yang sangat banyak
digunakan saat ini. Kemudahan dalam pengerjaan , kemudahan untuk
dibentuk dan harga yang relative murah merupakan pilihan tersendiri
saat ini. Hal yang terpenting adalah beton merupakan bahan konsruksi
yang smempunyai kekuatan besar dalam menahan beban tekan
(compression), namun lemah dalam menahan gaya tarik (tension).
Kelemahan
beton
dalam
menahan
gaya
tarik
ini
sering
ditambahkan atau digantikan dengan diberikan tulangan baja pada bagan
yang menahan tarik pada beton,dikarenakan tulangan baja mempunyai
kapasitas yang tinggi dalma menahan gaya tarik. Konstruksi ini disebut
beton bertulang. Beton bertulang merupakan kombinasi antara beton dan
tulangan baja, dimana beton berfungsi menahan gaya tekan dan tulangan
baja menahan tarik. Tulangan baja yang digunakan haruslah tulangan
ulir (deformed bar).
Beton bertulang merupakan bahan konstruksi yang sangat penting.
Beton bertulang digunakan untuk hampir semua struktur baik besar
maupun kecil seperti bangunan, jembatan, perkerasan, bendungan,
rumah sederhana. Pada bangunan gedung, beton bertulang dapat
digunakan pada struktur kolom, balok, sloof, plat lantai, pondasi, ring
balok dan plat atap.
Balok adalah bagian struktur gedung untuk menahan beban
konstruksi lantai di atasnya. Balok berfungsi pendukung beban vertikal
1
dan horizontal. Beban vertikal pada balok terdiri dari beban mati dan
beban hidup yang diterima balok sepertiberat sendiri balok, plat lantai.
Sedangkan beban horizontal pada balok berupa beban angin dan beban
gempa. Balok merupakan bagian struktur yang sangat penting yang
memikul beban transversal berupa beban lentur, geser maupun torsi.
Balok juga dikenal sebagai elemen struktur yang yang dominan
menerima beban lentur dan bebang geser. Pada beton bertulang,
keruntuhan geser terjadi secara tiba-tiba tanpa adanya tanda-tanda
sebelumnya. Hal ini sangatlah berbahaya dan harus dihindari. Oleh
karena itu, perlunya perencanaan yang sangat matang terhadap gaya
geser yang akan digunakan. Besarnya gaya geser, erat kaitannya
terhadap rasio tulangan yang diberikan pada beton.
Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui besarnya gaya geser
yang dapat diterima balok dengan perbandingan rasio tulangan, tanpa
adanya tulangan sengkang.
1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui kemampuan beton dalam menahan gaya geser
akibat diberi beban.
2. Mengetahui berapa besar lendutan yang terjadi akibat beban
yang diberikan.
3. Menghasilkan suatu output (hasil) berupa analisis dan
pembahasan atas hasil uji terhadap suatu objek penelitian yang
2
dapat digunakan oleh institusi yang bergerak di bidang
konstruksi maupun oleh Universitas Andalas sendiri.
1.3 Batasan Penelitian
Agar dapat diperoleh tinjauan yang terfokus maka dilakukan
pembatasan masalah yang akan dikaji dalam penelitian ini. Penelitian
yang dilakukan memiliki ruang lingkup sebagai berikut :
1. Perencanaan campuran beton berdasarkan ACI 211 4R-93
2. Mutu beton yang dirancanakan adalah mutu beton K-300
3. Tulangan yang digunakan adalah tulangan berukuran D 13 mm
tanpa menggunakan tulangan geser.
4. Balok yang direncanakan yaitu 3 buah balok persegi panjang
tanpa tulangan geser dengan ukuran 125mm x 250mm x
2300mm dan 3 buah balok penampang T tanpa tulangan geser
dengan ukuran badan 125mm x 180mm x 2300mm dan sayap
balok 250mm x 70mm x 2300mm.
5. Pengujian benda uji dilakukan sesuai dengan ASTM C 78-02
(Flexure Strength of Concrete Using Simple Beam With ThirdPoint Loading). Pengujian benda uji dilakukan di Laboratorium
Material dan Struktur Universitas Andalas dengan alat uji
berkapasitas 500 KN.
1.4 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang dilakukan sebagai berikut ini :
3
1. Studi literatur, mengenai perilaku geser pada beton bertulang
tanpa tulangan geser ( sengkang ). Kegiatan ini berlangsung
dengan mengumpulkan bahan dan mempelajari pustaka dalam
bentuk
standar
nasional
Indonesia,
peraturan-peraturan
konstruksi, jurnal, text book, paper, ataupun laporan-laporan
penelitian lainnya yang berhubungan dengan topik penelitian
ini.
2. Melakukan pengambilan data dari benda uji balok
diketahui
kemampuan
beton
menahan
beban
untuk
sebelum
terjadinya kegagalan akibat geser.
3. Melakukan pengolahan data
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penyusunan Tugas Akhir ini secara garis besar dibagi
dalam lima bagian sebagai berikut.
BAB I :
PENDAHULUAN
Berisikan penjelasan secara umum tentang penelitian, latar
belakang pemilihan materi penelitian, tinjauan masalah dan
batasanna, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan.
BAB II :
TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan kajian yang mengacu pada beberapa referensi
mengenai beton, kuat tekan beton, kuat tarik tulangan, kuat
lentur, dan kuat geser pada beton.
4
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Berisikan penguraian parameter dan metoda penelitian yang
digunakan.
BAB IV : PROSEDUR DAN HASIL KERJA
Berisikan prosedur pengerjaan penelitian sertadata-data
hasil pengujian.
BAB V :
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Berisikan analisis hasil pengujian dan pembahasan dari hasil
pengujian yang didapatkan tersebut.
BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisikan kesimpulan dan saran dari penelitian ini.
5