TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON BERTULANGAN RANGKA BAJA TULANGAN Tinjauan Kuat Geser Balok Beton Bertulangan Rangka Baja Tulangan Dengan Variasi Jarak Tulangan Vertikal.
TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON
BERTULANGAN RANGKA BAJA TULANGAN
DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
disusun oleh :
DAVID MAHENDRA
NIM : D 100 070 010
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
LEMBAR PERSETUJUAN
ii
iii
Motto
Keberhasilan yang engkau raih
Ditentukan oleh dirimu dan takdir Allat SWT
Terkadang rencana yang Allah buat sulit untuk dimengerti
Namun pada akhirnya kita selalu mendapatkan hikmah dibaliknya
“Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalatmu Sebagai
penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar”
(Al-Baqarah: 153)
“Allah mencintai orang yang bekerja apabila bekerja
maka ia selalu memperbaiki prestasi kerja”
( H.R. Tabrani )
"Tidaklah ada pemberian dari orang tua kepada anaknya
yang lebih utama daripada budi pekerti yang baik”
(HR. Tirmidzi)
“Barang siapa merasa letih di malam hari karena berkerja, maka di malam itu ia
diampuni”.
(H.R. Ahmad )
iv
PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan untuk :
Allah S.W.T.
Bapak Sukardi dan Ibu Siti Aisyah
Saudaraku Ivan J.K. , Dewi dan Nisa
Bapak Ibu dosen pembimbing TA dan bapak ibu dosen pengajar Teknik sipil
UMS
Teman-teman Sipil terutama angkatan 2007
Teman – teman kost
Teman – teman nongkrong
Teman – teman olah raga
Special thanks to :
Allah S.W.T atas semua limpahan karuniaNya dapat terselesaikan Tugas
Akhir ini
Bapak dan ibu ku terima kasih atas doa, dukungan dan semua kasih sayang
yang telah kalian berikan padaku
Saudara - saudaraku terima kasih atas dukungan yang kalian berikan selama
ini
“my special someone” Tika dan sekeluarganya terimakasih atas doa,
semangat dan motifasinya
Bapak dan ibu dosen pembimbing yang telah memberikan masukan dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini
Teman-teman seperjuanganku yang telah membantu dalam penyelesaian
laporan ini,
o Bambang, Aconk, Prianto, Damar, Lek Thong, Gentur, Sadono, Bayu,
Erik makasih buat bantuannya selama praktikum
v
o Mas joko, dan kawan-kawan yang memberi bimbingan selama di
laboraturium
o Semua teman-teman sipil angkatan 2007, 2008, 2009, 2010, 2011,
2012, 2013, 2014 dukungan kalian sangat berarti untukku
vi
PRAKATA
ﻋ ﻼﺳ
ﻮ
ﻪ ﮔ ﻮﷲ
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir dengan judul : Tinjauan Kuat
Geser Balok Beton Bertulangan Rangka Baja Tulangan Dengan Variasi Jarak
Tulangan Vertikal.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh
mahasiswa jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta sebagai syarat untuk mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil.
Penyusunan Tugas Akhir ini didasarkan dari pelaksanaan penelitian di
Laboratorium Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan bimbingan dari teknisi
laboratorium serta bimbingan dosen pembimbing, oleh karenanya dalam kesempatan
ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Suwardi, M.T., selaku Pembimbing Akademik
2. Bapak Basuki, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I.
3. Budi Setiawan, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II.
4. Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Dosen Penguji
5. Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
6. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
7. Ibu Yenny Nur Chasanah, S.T., M.T. selaku Sekretaris Program Studi Teknik
Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
8. Pimpinan dan staf Laboratorium Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
9. Ayah, ibu,kakak dan adikku yang selalu melimpahkan kasih sayang, doa restu
dan dorongan, baik moril maupun materil dalam menyusun laporan ini.
vii
10. Teman-teman di Program Studi Teknik Sipil pada umumnya dan angkatan 2007
pada khususnya yang telah memberikan bantuan dan semangat pada penyusun.
11. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah membantu
terselesainya laporan ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini
masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan hati, saran dan kritik
yang membangun sangat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa
yang akan datang.
ﻮ ﻜ ﻋ ﻼﺳ ﻮ
ﻮﷲ
ﻪ
Surakarta, April 2016
Penyusun
viii
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ....................................................iii
MOTTO ................................................................................................................ iv
PERSEMBAHAN ................................................................................................... v
PRAKATA ............................................................................................................ vii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR............................................................................................. xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi
ABSTRAKSI ....................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
A. Latar Belakang Masalah ................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ............................................................................. 1
C. Tujuan Penelitian ............................................................................... 1
D. Manfaat Penelitian ............................................................................. 2
E.
Batasan Masalah ................................................................................ 2
F.
Keaslian Penelitian ............................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA. .......................................................................... 4
A. Pengertian Beton ............................................................................... 4
B. Bahan Penyusun Beton ...................................................................... 4
1. Semen (portland) tipe 1. .............................................................. 5
2. Agregat. ....................................................................................... 6
1). Agregat halus ......................................................................... 6
2). Agegat kasar ........................................................................... 6
3. Air . . ............................................................................................ 7
C. Baja Tulangan ...................................................................................... 7
D. Penjelasan Mengenai Sengkang atau Begel........................................... 8
ix
E.
Faktor – factor yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton,Kuat Tarik
Baja dan Kuat Geser Balok ................................................................ 9
BAB III LANDASAN TEORI ............................................................................. 11
A. Umum .... ........................................................................................... 11
B. Bahan Penyusun Beton....................................................................... 11
1.
Semen portland ......................................................................... 11
2.
Air ........................................................................................... 12
3.
Agregat .................................................................................... 12
a. Persyaratan agregat halus .................................................... 13
b. Persyaratan agregat kasar ................................................... 13
4.
Baja tulangan ............................................................................ 14
C. Rencana Campuran Adukan Beton ................................................... 14
D. Pengujian Kuat Tarik Baja ............................................................... 18
E. Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................................ 19
F. Kuat Geser Beton ............................................................................. 20
G. Perencanaan Penulangan Geser ........................................................ 21
BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 23
A. Umum . ........................................................................................... 23
B.
Bahan Dan Peralatan Penelitian ....................................................... 23
1.
Bahan penelitian ........................................................................ 23
2.
Peralatan penelitian ................................................................... 25
C. Tahapan Penelitian ........................................................................... 33
D. Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 36
1.
Pemeriksaan bahan .................................................................... 36
1). Pemeriksaan kualitas agragat halus .................................... 36
2). Pemeriksaan kualitas agregat kasar .................................... 39
2.
Perhitungan rencana campuran beton ........................................ 41
3.
Pengujian kuat tarik baja tulangan ............................................. 42
4.
Pembuatan benda uji ................................................................. 43
5.
Pengujian slump ........................................................................ 44
6.
Perawatan (perendaman) benda uji ............................................ 45
x
7.
Pengujian kuat tekan beton........................................................ 45
8.
Pengujian kuat geser beton ........................................................ 46
9.
Variabel penelitian .................................................................... 46
E. Analisis Data ................................................................................. 53
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 54
A. Hasil Pengujian Bahan .................................................................... 54
1.
Hasil pemeriksaan agregat halus (pasir) ..................................... 54
2.
Hasil pemeriksaan agregat kasar ................................................ 55
B. Pengujian slump .............................................................................. 55
C. Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja ...................................................... 56
D. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ................................................... 58
E. Analitis Pengujian Kuat Geser Balok ............................................... 59
F. Penggunaan Bahan Tulangan Balok Beton ........................................ 69
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 73
A. Kesimpulan ..................................................................................... 73
B. Saran .... ........................................................................................... 74
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1.
Skema pengujian kuat geser balok beton ................................... 10
Gambar III.1.
Skema pengujian kuat tarik baja ................................................ 18
Gambar III.2.
Skema pengujian kuat tekan beton ............................................ 19
Gambar III.3.
Tegangan pada balok terlentur .................................................. 20
Gambar III.4.
Retak miring pada balok beton bertulang .................................. 21
Gambar IV.1.
Semen Portland merk Gresik .................................................... 23
Gambar IV.2.
Agregat halus............................................................................ 24
Gambar IV.3.
Agregat kasar............................................................................ 24
Gambar IV.4.
Baja tulangan ............................................................................ 25
Gambar IV.5.
Oven ......................................................................................... 26
Gambar IV.6.
Timbangan ............................................................................... 26
Gambar IV.7.
Ayakan standart ....................................................................... 27
Gambar IV.8.
Penggetar ayakan ...................................................................... 27
Gambar IV.9.
Kerucut conus........................................................................... 28
Gambar IV.10. Mesin uji Los Angeles ............................................................... 28
Gambar IV.11. Gelas ukur ................................................................................ 29
Gambar IV.12. Cetakan silinder ........................................................................ 29
Gambar IV.13. Bekisting balok ......................................................................... 30
Gambar IV.14. Molen ....................................................................................... 30
Gambar IV.15. Kerucut Abram’s ...................................................................... 31
Gambar IV.16. Bak perendaman benda uji ........................................................ 31
Gambar IV.17. Mesin uji kuat tekan ................................................................. 32
Gambar IV.18. Mesin uji kuat geser .................................................................. 32
Gambar IV.19. Mesin uji kuat tarik ................................................................... 33
Gambar IV.20. Peralatan penunjang lain ........................................................... 33
Gambar IV.21. Bagan alir penelitian ................................................................. 34
Gambar IV.22.23.24. Sket Gambar Balok Beton Rangka .................................. 47
Gambar IV.25.26.27. Sket Gambar Balok Beton Biasa ..................................... 50
xii
Gambar V.1.
Pengujian kuat tarik besi tulangan ø 6 mm dengan panjang
30 cm………..…………………………………………………56
Gambar V.2.
Grafik pengujian kuat tarik baja dengan kode sampel BJ63 yang
di dapatkan dari Balai Besar Latihan Kerja Industri
(BBLKAI) ................................................................................. 57
Gambar V.3.
Grafik pengujian kuat tarik baja dengan kode sampel BJ64 yang
di dapatkan dari Balai Besar Latihan Kerja Industri
(BBLKAI) ................................................................................. 57
Gambar V.4.
Foto Pengujian Kuat Tekan Benda Uji ...................................... 58
Gambar V.5.
Perbandingan kuat tekan benda uji silinder 1 dengan
silinder 2 ................................................................................... 59
Gambar V.6.
Grafik perbandingan nilai kuat geser antara sengkang
konvensonal dengan sengkang variasi ....................................... 68
Gambar V.7.
Grafik presentase hubungan kuat geser tulangan konvensonal dan
tulangan variasi dengan spasi sengkang .................................... 69
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel II.1.
Komponen bahan baku semen type 1 ............................................. 5
Tabel III.1.
Nilai deviasi standar ................................................................... 15
Tabel III.2.
Hubungan faktor air semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton
pada umur 28 hari........................................................................ 15
Tabel III.3.
Faktor air semen maksimum ........................................................ 16
Tabel III.4.
Nilai slump .................................................................................. 16
Tabel III.5.
Ukuran maksimum agregat .......................................................... 17
Tabel III.6.
Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slump dan ukuran
maksimum agregat ...................................................................... 17
Tabel III.7.
Perkiraan kebutuhan agregat kasar per m3 beton, berdasarkan
ukuran maksimum agregat dan modulus halus pasir ..................... 17
Tabel V.1.
Hasil pemeriksaan agregat halus .................................................. 54
Tabel V.2.
Hasil pemeriksaan agregat kasar .................................................. 55
Tabel V.3.
Hasil pengujian nilai slump dengan fas 0,60................................. 56
Tabel V.4.
Hasil pengujian kuat tarik baja diameter 6 mm............................. 57
Tabel V.5.
Hasil pengujian dan perhitungan kuat tekan beton........................ 58
Tabel V.6.
Nilai beban geser maksimal tulangan sengkang ........................... 67
Tabel V.7.
Nilai kuat geser maksimal tulangan sengkang................................67
Tabel V.8.
Hasil perbandingan Vs,kekuatan sengkang konvensional dengan
sengkang variasi .......................................................................... 68
Tabel V.9.
Perbandingan efisien bahan tulangan beton bertulang model
tulangan rangka besi tulangan dengan balok beton bertulang
biasa ........................................................................................... 72
xiv
DAFTAR NOTASI
A
= Luas penampang benda uji (mm²)
b
= lebar balok rata-rata pada penampang runtuh, (mm).
h
= tinggi balok rata-rata pada penampang runtuh,( mm).
D
= diameter benda uji (cm)
fc’
= Kuat tekan benda uji (MPa).
f’cr
= Kuat tekan rencana (MPa).
fmaks
= Tegangan maksimal baja (MPa).
fy
= Tegangan leleh (MPa).
K
= Kadar lumpur yang terkandung didalam pasir (%)
l
= panjang bentang diantara kedua balok tumpuan, (mm).
L
= Jarak antar tumpuan (cm).
m
= Nilai margin (MPa).
Vc
= Kuat geser beton (N).
Vu
= Beban geser terfaktor (N).
Vs
= Kuat geser nominal yang dapat disediakan oleh tulangan geser (N).
Vn
= Kuat geser ideal atau nominal (N)
P
= Beban maksimum yang mengakibatkan keruntuhan balok uji (kN).
Pleleh
= Beban maksimal leleh baja (N).
Pmaks
= Beban tarik putus baja (N).
q
= Berat sendiri balok beton, (kN/m)
V
= Volume beton (m3)
v
= Tegangan geser (N).
W
= Berat beton (Kg).
Φ
= Faktor reduksi kuat geser
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
: Pemeriksaan agregat halus ............................................... .L-1-5
Lampiran II
: Pemeriksaan agegat kasar ................................................. .L-6-9
Lampiran III
: Data hasil pengujian slum ................................................. .L-10
Lampiran IV
: Pengujian kuat tekan beton............................................... .L-11
Lampiran V
: Data kuat tarik baja ........................................................ .L-12
Lampiran VI
: Data hasil pengujian kuat geser balok beton ..................... .L-13-14
Lampiran VII
: Perbandingan efisien bahan tulangan .............................. .L-15
Lampiran VIV : Lembar konsultasi ........................................................... .L-16
xvi
ABSTRAKSI
TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON BERTULANGAN RANGKA
BAJA TULANGAN DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL
Balok beton bertulang adalah salah satu bagian kontruksi bangunan gedung yang
kekuatannya tergantung pada mutu beton serta penulangan baja di dalamnya. Pada umumnya
penulangan balok beton terdiri dari tulangan lentur dan tulangan geser. Tulangan lentur
dipasang secara horizontal dari sumbu balok dan berfungsi menahan beban momen lentur,
sedangkan tulangan geser atau begel dipasang secara melintang terhadap sumbu balok beton
dan berfungsi sebagai penahan beban gaya geser. Balok beton menggunakan begel model
rangka pada dasarnya sama dengan balok beton menggunakan begel biasa perbedaan
diantara keduanya adalah balok beton menggunakan begel rangka ada penambah tulangan
miring antara tulangan vertical yang berfungsi secara structural. Sebuah pemikiran yang
kreatif untuk melakukan penelitian ini sehingga memberikan kontribusi yang positif
terhadap kekuatan balok beton bertulang sehingga akan lebih bermanfaat untuk penelitian
kedepannya. Penelitian ini memodifikasi bentuk tulangan geser pada umumnya menjadi
tulangan rangka yang diikat menggunakan kawat bendrat pada tulangan longitudinal dengan
bentuk menyerupai rangka baja dan selanjutnya dilakukan pengujian geser pada balok
bertulang tersebut dan hasilnya dibandingkan dengan kuat geser balok beton menggunakan
begel biasa. Penelitian ini menggunakan beton dengan kuat rencana 20 MPa, benda uji balok
beton bertulang berukuran lebar 10 cm dengan tinggi 20 cm serta panjang 60 cm. Tulangan
geser menggunakan diameter 6 mm. Pengujian dilakukan antara lain ; uji kuat tekan beton,
uji kualitas kuat susun beton, serta uji kuat geser balok beton bertulang. Pengujian kuat geser
balok beton bertulang harus dipastikan keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan geser dan
bukan keruntuhan lentur. Hasil pengujian yang didapatkan menunjukkan ada peningkatan
kuat geser pada balok beton menggunakan begel model rangka dibandingkan balok beton
menggunakan begel biasa. Peningkatan yang terjadi berkisar (30,25 – 186,49,12) %.
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini, menunjukkan bahwa balok beton
menggunakan begel model rangka memberikan manfaat positif dan dapat dikembangkan
lebih lanjut agar bisa lebih bermanfaat lagi.
Kata Kunci : balok beton, begel rangka, besi tulangan, kuat geser
xvii
ABSTRACTION
REVIEW OF STRONG SHEAR BEAM BERTULANGAN CONCRETE
REINFORCING STEEL FRAME WITH VARIATION OF REINFORCING THE
VERTICAL DISTANCE
Reinforced concrete beams is one part of building construction whose strength
depends on the quality of concrete and steel reinforcement inside. In general
reinforcement concrete beam consisting of flexural and shear reinforcement. Flexural
mounted horizontally on the beam axis and serves to hold the load bending moments,
shear or begel while mounted transversely to the axis of concrete beams and serves
as a load-bearing shear force. Begel concrete beams using the model order is
basically the same with concrete blocks using ordinary begel difference between
them is the use of concrete beams begel no additional reinforcement frame skew
between the vertical reinforcement structural functioning. A little creative thinking to
do this research so as to provide a positive contribution to the strength of reinforced
concrete beams that will be more beneficial for future research. This study modifies
the form of shear reinforcement in general to be reinforcement frame fastened using
wire bendrat the longitudinal reinforcement with a shape resembling a steel frame
and slide further testing on reinforced beams and the results compared with the shear
strength of concrete blocks using ordinary begel. This research use with strong
concrete plan of 20 MPa, reinforced concrete beam specimen measuring 10 cm wide
by 20 cm high and 60 cm long. Shear using a diameter of 6 mm. Tests performed,
among others; concrete compressive strength test, test robust quality concrete
apartment blocks, as well as the shear strength test of reinforced concrete beams.
Testing shear strength of reinforced concrete beams must be ensured that the collapse
occurred is not shear failure and flexural failure. The test results obtained show no
increase in shear strength on concrete beams using models begel order than ordinary
concrete beam using begel. Recent gains in the range (30.25 - 186,49,12)%. Based
on the results obtained from this study showed that the concrete blocks using models
begel order to provide positive benefits and can be developed further in order to
work even harder
Keywords : concrete blocks , begel frame , steel reinforcement , shear strengt
xviii
BERTULANGAN RANGKA BAJA TULANGAN
DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
disusun oleh :
DAVID MAHENDRA
NIM : D 100 070 010
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
LEMBAR PERSETUJUAN
ii
iii
Motto
Keberhasilan yang engkau raih
Ditentukan oleh dirimu dan takdir Allat SWT
Terkadang rencana yang Allah buat sulit untuk dimengerti
Namun pada akhirnya kita selalu mendapatkan hikmah dibaliknya
“Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalatmu Sebagai
penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar”
(Al-Baqarah: 153)
“Allah mencintai orang yang bekerja apabila bekerja
maka ia selalu memperbaiki prestasi kerja”
( H.R. Tabrani )
"Tidaklah ada pemberian dari orang tua kepada anaknya
yang lebih utama daripada budi pekerti yang baik”
(HR. Tirmidzi)
“Barang siapa merasa letih di malam hari karena berkerja, maka di malam itu ia
diampuni”.
(H.R. Ahmad )
iv
PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan untuk :
Allah S.W.T.
Bapak Sukardi dan Ibu Siti Aisyah
Saudaraku Ivan J.K. , Dewi dan Nisa
Bapak Ibu dosen pembimbing TA dan bapak ibu dosen pengajar Teknik sipil
UMS
Teman-teman Sipil terutama angkatan 2007
Teman – teman kost
Teman – teman nongkrong
Teman – teman olah raga
Special thanks to :
Allah S.W.T atas semua limpahan karuniaNya dapat terselesaikan Tugas
Akhir ini
Bapak dan ibu ku terima kasih atas doa, dukungan dan semua kasih sayang
yang telah kalian berikan padaku
Saudara - saudaraku terima kasih atas dukungan yang kalian berikan selama
ini
“my special someone” Tika dan sekeluarganya terimakasih atas doa,
semangat dan motifasinya
Bapak dan ibu dosen pembimbing yang telah memberikan masukan dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini
Teman-teman seperjuanganku yang telah membantu dalam penyelesaian
laporan ini,
o Bambang, Aconk, Prianto, Damar, Lek Thong, Gentur, Sadono, Bayu,
Erik makasih buat bantuannya selama praktikum
v
o Mas joko, dan kawan-kawan yang memberi bimbingan selama di
laboraturium
o Semua teman-teman sipil angkatan 2007, 2008, 2009, 2010, 2011,
2012, 2013, 2014 dukungan kalian sangat berarti untukku
vi
PRAKATA
ﻋ ﻼﺳ
ﻮ
ﻪ ﮔ ﻮﷲ
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir dengan judul : Tinjauan Kuat
Geser Balok Beton Bertulangan Rangka Baja Tulangan Dengan Variasi Jarak
Tulangan Vertikal.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh
mahasiswa jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta sebagai syarat untuk mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil.
Penyusunan Tugas Akhir ini didasarkan dari pelaksanaan penelitian di
Laboratorium Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan bimbingan dari teknisi
laboratorium serta bimbingan dosen pembimbing, oleh karenanya dalam kesempatan
ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Suwardi, M.T., selaku Pembimbing Akademik
2. Bapak Basuki, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I.
3. Budi Setiawan, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II.
4. Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Dosen Penguji
5. Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
6. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
7. Ibu Yenny Nur Chasanah, S.T., M.T. selaku Sekretaris Program Studi Teknik
Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
8. Pimpinan dan staf Laboratorium Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
9. Ayah, ibu,kakak dan adikku yang selalu melimpahkan kasih sayang, doa restu
dan dorongan, baik moril maupun materil dalam menyusun laporan ini.
vii
10. Teman-teman di Program Studi Teknik Sipil pada umumnya dan angkatan 2007
pada khususnya yang telah memberikan bantuan dan semangat pada penyusun.
11. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah membantu
terselesainya laporan ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini
masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan hati, saran dan kritik
yang membangun sangat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa
yang akan datang.
ﻮ ﻜ ﻋ ﻼﺳ ﻮ
ﻮﷲ
ﻪ
Surakarta, April 2016
Penyusun
viii
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ....................................................iii
MOTTO ................................................................................................................ iv
PERSEMBAHAN ................................................................................................... v
PRAKATA ............................................................................................................ vii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR............................................................................................. xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi
ABSTRAKSI ....................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
A. Latar Belakang Masalah ................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ............................................................................. 1
C. Tujuan Penelitian ............................................................................... 1
D. Manfaat Penelitian ............................................................................. 2
E.
Batasan Masalah ................................................................................ 2
F.
Keaslian Penelitian ............................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA. .......................................................................... 4
A. Pengertian Beton ............................................................................... 4
B. Bahan Penyusun Beton ...................................................................... 4
1. Semen (portland) tipe 1. .............................................................. 5
2. Agregat. ....................................................................................... 6
1). Agregat halus ......................................................................... 6
2). Agegat kasar ........................................................................... 6
3. Air . . ............................................................................................ 7
C. Baja Tulangan ...................................................................................... 7
D. Penjelasan Mengenai Sengkang atau Begel........................................... 8
ix
E.
Faktor – factor yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton,Kuat Tarik
Baja dan Kuat Geser Balok ................................................................ 9
BAB III LANDASAN TEORI ............................................................................. 11
A. Umum .... ........................................................................................... 11
B. Bahan Penyusun Beton....................................................................... 11
1.
Semen portland ......................................................................... 11
2.
Air ........................................................................................... 12
3.
Agregat .................................................................................... 12
a. Persyaratan agregat halus .................................................... 13
b. Persyaratan agregat kasar ................................................... 13
4.
Baja tulangan ............................................................................ 14
C. Rencana Campuran Adukan Beton ................................................... 14
D. Pengujian Kuat Tarik Baja ............................................................... 18
E. Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................................ 19
F. Kuat Geser Beton ............................................................................. 20
G. Perencanaan Penulangan Geser ........................................................ 21
BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 23
A. Umum . ........................................................................................... 23
B.
Bahan Dan Peralatan Penelitian ....................................................... 23
1.
Bahan penelitian ........................................................................ 23
2.
Peralatan penelitian ................................................................... 25
C. Tahapan Penelitian ........................................................................... 33
D. Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 36
1.
Pemeriksaan bahan .................................................................... 36
1). Pemeriksaan kualitas agragat halus .................................... 36
2). Pemeriksaan kualitas agregat kasar .................................... 39
2.
Perhitungan rencana campuran beton ........................................ 41
3.
Pengujian kuat tarik baja tulangan ............................................. 42
4.
Pembuatan benda uji ................................................................. 43
5.
Pengujian slump ........................................................................ 44
6.
Perawatan (perendaman) benda uji ............................................ 45
x
7.
Pengujian kuat tekan beton........................................................ 45
8.
Pengujian kuat geser beton ........................................................ 46
9.
Variabel penelitian .................................................................... 46
E. Analisis Data ................................................................................. 53
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 54
A. Hasil Pengujian Bahan .................................................................... 54
1.
Hasil pemeriksaan agregat halus (pasir) ..................................... 54
2.
Hasil pemeriksaan agregat kasar ................................................ 55
B. Pengujian slump .............................................................................. 55
C. Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja ...................................................... 56
D. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ................................................... 58
E. Analitis Pengujian Kuat Geser Balok ............................................... 59
F. Penggunaan Bahan Tulangan Balok Beton ........................................ 69
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 73
A. Kesimpulan ..................................................................................... 73
B. Saran .... ........................................................................................... 74
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1.
Skema pengujian kuat geser balok beton ................................... 10
Gambar III.1.
Skema pengujian kuat tarik baja ................................................ 18
Gambar III.2.
Skema pengujian kuat tekan beton ............................................ 19
Gambar III.3.
Tegangan pada balok terlentur .................................................. 20
Gambar III.4.
Retak miring pada balok beton bertulang .................................. 21
Gambar IV.1.
Semen Portland merk Gresik .................................................... 23
Gambar IV.2.
Agregat halus............................................................................ 24
Gambar IV.3.
Agregat kasar............................................................................ 24
Gambar IV.4.
Baja tulangan ............................................................................ 25
Gambar IV.5.
Oven ......................................................................................... 26
Gambar IV.6.
Timbangan ............................................................................... 26
Gambar IV.7.
Ayakan standart ....................................................................... 27
Gambar IV.8.
Penggetar ayakan ...................................................................... 27
Gambar IV.9.
Kerucut conus........................................................................... 28
Gambar IV.10. Mesin uji Los Angeles ............................................................... 28
Gambar IV.11. Gelas ukur ................................................................................ 29
Gambar IV.12. Cetakan silinder ........................................................................ 29
Gambar IV.13. Bekisting balok ......................................................................... 30
Gambar IV.14. Molen ....................................................................................... 30
Gambar IV.15. Kerucut Abram’s ...................................................................... 31
Gambar IV.16. Bak perendaman benda uji ........................................................ 31
Gambar IV.17. Mesin uji kuat tekan ................................................................. 32
Gambar IV.18. Mesin uji kuat geser .................................................................. 32
Gambar IV.19. Mesin uji kuat tarik ................................................................... 33
Gambar IV.20. Peralatan penunjang lain ........................................................... 33
Gambar IV.21. Bagan alir penelitian ................................................................. 34
Gambar IV.22.23.24. Sket Gambar Balok Beton Rangka .................................. 47
Gambar IV.25.26.27. Sket Gambar Balok Beton Biasa ..................................... 50
xii
Gambar V.1.
Pengujian kuat tarik besi tulangan ø 6 mm dengan panjang
30 cm………..…………………………………………………56
Gambar V.2.
Grafik pengujian kuat tarik baja dengan kode sampel BJ63 yang
di dapatkan dari Balai Besar Latihan Kerja Industri
(BBLKAI) ................................................................................. 57
Gambar V.3.
Grafik pengujian kuat tarik baja dengan kode sampel BJ64 yang
di dapatkan dari Balai Besar Latihan Kerja Industri
(BBLKAI) ................................................................................. 57
Gambar V.4.
Foto Pengujian Kuat Tekan Benda Uji ...................................... 58
Gambar V.5.
Perbandingan kuat tekan benda uji silinder 1 dengan
silinder 2 ................................................................................... 59
Gambar V.6.
Grafik perbandingan nilai kuat geser antara sengkang
konvensonal dengan sengkang variasi ....................................... 68
Gambar V.7.
Grafik presentase hubungan kuat geser tulangan konvensonal dan
tulangan variasi dengan spasi sengkang .................................... 69
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel II.1.
Komponen bahan baku semen type 1 ............................................. 5
Tabel III.1.
Nilai deviasi standar ................................................................... 15
Tabel III.2.
Hubungan faktor air semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton
pada umur 28 hari........................................................................ 15
Tabel III.3.
Faktor air semen maksimum ........................................................ 16
Tabel III.4.
Nilai slump .................................................................................. 16
Tabel III.5.
Ukuran maksimum agregat .......................................................... 17
Tabel III.6.
Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slump dan ukuran
maksimum agregat ...................................................................... 17
Tabel III.7.
Perkiraan kebutuhan agregat kasar per m3 beton, berdasarkan
ukuran maksimum agregat dan modulus halus pasir ..................... 17
Tabel V.1.
Hasil pemeriksaan agregat halus .................................................. 54
Tabel V.2.
Hasil pemeriksaan agregat kasar .................................................. 55
Tabel V.3.
Hasil pengujian nilai slump dengan fas 0,60................................. 56
Tabel V.4.
Hasil pengujian kuat tarik baja diameter 6 mm............................. 57
Tabel V.5.
Hasil pengujian dan perhitungan kuat tekan beton........................ 58
Tabel V.6.
Nilai beban geser maksimal tulangan sengkang ........................... 67
Tabel V.7.
Nilai kuat geser maksimal tulangan sengkang................................67
Tabel V.8.
Hasil perbandingan Vs,kekuatan sengkang konvensional dengan
sengkang variasi .......................................................................... 68
Tabel V.9.
Perbandingan efisien bahan tulangan beton bertulang model
tulangan rangka besi tulangan dengan balok beton bertulang
biasa ........................................................................................... 72
xiv
DAFTAR NOTASI
A
= Luas penampang benda uji (mm²)
b
= lebar balok rata-rata pada penampang runtuh, (mm).
h
= tinggi balok rata-rata pada penampang runtuh,( mm).
D
= diameter benda uji (cm)
fc’
= Kuat tekan benda uji (MPa).
f’cr
= Kuat tekan rencana (MPa).
fmaks
= Tegangan maksimal baja (MPa).
fy
= Tegangan leleh (MPa).
K
= Kadar lumpur yang terkandung didalam pasir (%)
l
= panjang bentang diantara kedua balok tumpuan, (mm).
L
= Jarak antar tumpuan (cm).
m
= Nilai margin (MPa).
Vc
= Kuat geser beton (N).
Vu
= Beban geser terfaktor (N).
Vs
= Kuat geser nominal yang dapat disediakan oleh tulangan geser (N).
Vn
= Kuat geser ideal atau nominal (N)
P
= Beban maksimum yang mengakibatkan keruntuhan balok uji (kN).
Pleleh
= Beban maksimal leleh baja (N).
Pmaks
= Beban tarik putus baja (N).
q
= Berat sendiri balok beton, (kN/m)
V
= Volume beton (m3)
v
= Tegangan geser (N).
W
= Berat beton (Kg).
Φ
= Faktor reduksi kuat geser
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
: Pemeriksaan agregat halus ............................................... .L-1-5
Lampiran II
: Pemeriksaan agegat kasar ................................................. .L-6-9
Lampiran III
: Data hasil pengujian slum ................................................. .L-10
Lampiran IV
: Pengujian kuat tekan beton............................................... .L-11
Lampiran V
: Data kuat tarik baja ........................................................ .L-12
Lampiran VI
: Data hasil pengujian kuat geser balok beton ..................... .L-13-14
Lampiran VII
: Perbandingan efisien bahan tulangan .............................. .L-15
Lampiran VIV : Lembar konsultasi ........................................................... .L-16
xvi
ABSTRAKSI
TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON BERTULANGAN RANGKA
BAJA TULANGAN DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL
Balok beton bertulang adalah salah satu bagian kontruksi bangunan gedung yang
kekuatannya tergantung pada mutu beton serta penulangan baja di dalamnya. Pada umumnya
penulangan balok beton terdiri dari tulangan lentur dan tulangan geser. Tulangan lentur
dipasang secara horizontal dari sumbu balok dan berfungsi menahan beban momen lentur,
sedangkan tulangan geser atau begel dipasang secara melintang terhadap sumbu balok beton
dan berfungsi sebagai penahan beban gaya geser. Balok beton menggunakan begel model
rangka pada dasarnya sama dengan balok beton menggunakan begel biasa perbedaan
diantara keduanya adalah balok beton menggunakan begel rangka ada penambah tulangan
miring antara tulangan vertical yang berfungsi secara structural. Sebuah pemikiran yang
kreatif untuk melakukan penelitian ini sehingga memberikan kontribusi yang positif
terhadap kekuatan balok beton bertulang sehingga akan lebih bermanfaat untuk penelitian
kedepannya. Penelitian ini memodifikasi bentuk tulangan geser pada umumnya menjadi
tulangan rangka yang diikat menggunakan kawat bendrat pada tulangan longitudinal dengan
bentuk menyerupai rangka baja dan selanjutnya dilakukan pengujian geser pada balok
bertulang tersebut dan hasilnya dibandingkan dengan kuat geser balok beton menggunakan
begel biasa. Penelitian ini menggunakan beton dengan kuat rencana 20 MPa, benda uji balok
beton bertulang berukuran lebar 10 cm dengan tinggi 20 cm serta panjang 60 cm. Tulangan
geser menggunakan diameter 6 mm. Pengujian dilakukan antara lain ; uji kuat tekan beton,
uji kualitas kuat susun beton, serta uji kuat geser balok beton bertulang. Pengujian kuat geser
balok beton bertulang harus dipastikan keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan geser dan
bukan keruntuhan lentur. Hasil pengujian yang didapatkan menunjukkan ada peningkatan
kuat geser pada balok beton menggunakan begel model rangka dibandingkan balok beton
menggunakan begel biasa. Peningkatan yang terjadi berkisar (30,25 – 186,49,12) %.
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini, menunjukkan bahwa balok beton
menggunakan begel model rangka memberikan manfaat positif dan dapat dikembangkan
lebih lanjut agar bisa lebih bermanfaat lagi.
Kata Kunci : balok beton, begel rangka, besi tulangan, kuat geser
xvii
ABSTRACTION
REVIEW OF STRONG SHEAR BEAM BERTULANGAN CONCRETE
REINFORCING STEEL FRAME WITH VARIATION OF REINFORCING THE
VERTICAL DISTANCE
Reinforced concrete beams is one part of building construction whose strength
depends on the quality of concrete and steel reinforcement inside. In general
reinforcement concrete beam consisting of flexural and shear reinforcement. Flexural
mounted horizontally on the beam axis and serves to hold the load bending moments,
shear or begel while mounted transversely to the axis of concrete beams and serves
as a load-bearing shear force. Begel concrete beams using the model order is
basically the same with concrete blocks using ordinary begel difference between
them is the use of concrete beams begel no additional reinforcement frame skew
between the vertical reinforcement structural functioning. A little creative thinking to
do this research so as to provide a positive contribution to the strength of reinforced
concrete beams that will be more beneficial for future research. This study modifies
the form of shear reinforcement in general to be reinforcement frame fastened using
wire bendrat the longitudinal reinforcement with a shape resembling a steel frame
and slide further testing on reinforced beams and the results compared with the shear
strength of concrete blocks using ordinary begel. This research use with strong
concrete plan of 20 MPa, reinforced concrete beam specimen measuring 10 cm wide
by 20 cm high and 60 cm long. Shear using a diameter of 6 mm. Tests performed,
among others; concrete compressive strength test, test robust quality concrete
apartment blocks, as well as the shear strength test of reinforced concrete beams.
Testing shear strength of reinforced concrete beams must be ensured that the collapse
occurred is not shear failure and flexural failure. The test results obtained show no
increase in shear strength on concrete beams using models begel order than ordinary
concrete beam using begel. Recent gains in the range (30.25 - 186,49,12)%. Based
on the results obtained from this study showed that the concrete blocks using models
begel order to provide positive benefits and can be developed further in order to
work even harder
Keywords : concrete blocks , begel frame , steel reinforcement , shear strengt
xviii