BAB I PENDAHULUAN - Analisa Dan Kajian Eksperimental Balok Beton Bertulang Hollow Menggunakan Styrofoam Pada Lentur Murni
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kata beton dalam bahasa Indonesia berasal dari kata yang sama dalam bahasa Belanda. Kata concrete dalam bahasa Inggris berasal dari bahasa Latin yang berarti tumbuh bersama atau menggabungkan menjadi satu.
concretus
Dalam bahasa Jepang digunakan kata kotau-zai, yang arti harfiahnya material- material seperti tulang ; mungkin karena agregat mirip tulang-tulang hewan.
(Nugraha Paul dan Antoni, 2007) Beton merupakan campuran dari beberapa bahan batu-batuan yang direkatkan oleh bahan ikat. Beton dibentuk dari campuran agregat (kasar dan halus), semen, air dengan perbandingan tertentu. Bahan air dan semen disatukan akan membentuk pasta semen yang berfungsi sebagai bahan pengikat, sedangkan agregat halus dan agregat kasar sebagai bahan pengisi. (Pedoman Pengerjaan Beton, 1993). Beton dapat pula ditambah dengan campuran tertentu apabila dianggap perlu, biasanya berupa zat kimia, yang digunakan untuk kecocokan beton pada pekerjaan konstruksi tertentuuntuk meningkatkan workability, durability, dan waktu pengerasan.
Sebagai bahan konstruksi, beton mempunyai keunggulan dan kelemahan, keunggulan beton antara lain:
1. Harga relatif murah.
2. Mampu memikul beban yang berat.
3. Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi.
4. Biaya pemeliharaan/perawatannya kecil.
5. Material campuran beton relatif mudah ditemukan, dan biaya tidak terlalu mahal.
Selain memiliki keunggulan, beton juga memiliki kekurangan, antara lain: 1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak.
2. Beton sulit untuk kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air yang mengandung garam dapat merusak beton.
3. Daya pantul suara yang besar.
4. Memiliki berat sendiri yang besar.
5. Kualitas beton tergantung pada pelaksanannya di lapangan. Beton memiliki kekuatan tarik yang cukup besar sehingga dapat menyebabkan keretakan pada balok beton apabila diberi beban, maka digunakan tulangan pada bagian bawah untuk menahan tegangan tarik pada balok beton, sehingga dikatakan “Beton Bertulang”. Sifat beton yang kuat terhadap tekan dapat berfungsi menahan tekan, sedangkan tulangan berfungsi menahan tarik pada struktur beton bertulang.
Kuat tekan beton merupakan sifat yang paling penting dalam beton keras. Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan per satuan luas. Kuat tekan beton mengidentifikasi mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan. (Nugraha Paul dan Antoni, 2007)
Kuat tekan be n beton diawali oleh tegangan tekan maksim ksimum f’c dengan
2
satuan N/mm atau MP u MPa. Nilai kuat beton beragam sesuai dengan ngan umurnya, dan biasanya nilai kuat te tekan ditentukan pada waktu umur beton me encapai umur 28 hari setelah pengecor coran. Nilai kuat tekan beton diperoleh me melalui tata cara pengujian standar, m , menggunakan mesin dengan cara memberik rikan beban tekan bertingkat dengan ke kecepatan peningkatan beban tertentu atas be benda uji silinder beton (diameter 150 m 150 mm, tinggi 300 m) sampai hancur. Tata cara ra pengujian yang umumnya dipakai a adalah standar ASTM ( American Socie
Society for Testing ) C39-86.
86. Materials Lentur murni ni adalah kondisi dimana balok beton bertulang ang memiliki gaya lintang nol dan mome omen konstan apabila diberi beban sebesar P/2 (l 2 (lihat gambar).
Berdasarkan a n asumsi diagram tegangan tersebut, perludilakuka lakukan penelitian untuk membuktikan kan dan membandingkan tegangan yang te terjadi dengan melakukan percobaan an pada balok beton bertulang biasa dan balok ok beton bertulang hollow dengan mengg ggunakan styrofoamdi daerah tarik dalam kondi kondisi lentur murni yang dilakukan di la laboratorium dengan perhitungan lenturmurni urni yang didapat secara analitis. Penelitian ini juga akan membuktikan dan membandingkan bagaimana jika pengaruh beton di daerah tarik balok beton bertulang diabaikan.
1.2 Perumusan Masalah
Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan, yaitu :
1. Berapakahkapasitas lentur balok beton bertulang dengan hollow dan tanpa hollow pada daerah tarik?
2. Bagaimanakah perbandingan lendutan yang terjadi antara perhitungan teoritis dengan lendutan balok beton bertulang dengan hollow dan tanpa hollow pada daerah tarik?
3. Bagaimanakah perbandingan regangan yang terjadi antara perhitungan teoritis dengan regangan balok beton bertulang dengan hollow dan tanpa hollow pada daerah tarik?
4. Apakah tegangan tarik balok beton bertulang biasa pada lentur murni dapat diabaikan dengan membuat hollow (menggunakan styrofoam) pada daerah tariknya?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui perbandingan kapasitas balok bertulang dengan hollow dan tanpa hollow pada daerah tarik.
2. Untuk mengetahui dan membandingkan lendutan yang terjadi antara perhitungan teoritis dengan lendutan balok beton bertulang dengan hollow dan tanpa hollow pada daerah tarik.
3. Untuk mengetahui dan membandingkan regangan yang terjadi antara perhitungan secara teoritis dengan regangan balok beton bertulang dengan hollow dan tanpa hollow pada daerah tarik.
4. Untuk mengetahui tegangan tarik balok beton bertulang biasa pada lentur murni dapat diabaikan atau tidak dengan membuat hollow (menggunakan styrofoam) pada daerah tariknya.
1.4 Metode Penelitian Adapun metodologi penelitian adalah eksperimental di laboratorium.
Pembuatan sampel dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Program Strata Satu (S-I) Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Benda uji yang dibuat adalah 2 buah balok beton bertulang (1 buah balok beton bertulang biasa dan 1 buah balok beton bertulang hollow) dan 12 buah beton silinder. Pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah beton dengan benda uji 12 buah beton silinderdilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Program Strata Satu (S1) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.Pengujian kuat lentur dengan benda uji 2 buah balok beton bertulang yang dilakukan di Laboratorium Struktur Program Magister (S-2) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Pengujian kuat tarik dilakukan dengan cara meletakkan balok diatas dua tumpuan (sendi-rol), kemudian diberi beban statis dengan menggunakan
Hydraulic Jack dengan kondisi dimana beton sudah mencapai umur 28 hari sampai terjadi belah.
7. Styrofoam diletakkan pada bagian tarik pada salah satu balok beton bertulang.
8. Pengecoran untuk beton bertulang hollow dilakukan dengan terlebih dahulu memasang styrofoam di bagian tarik pada daerah yang mengalami lentur murni, yaitu diantara kedua beban statis diberikan.
1.6 Mekanisme Pengujian
1.6.1 Alat dan Bahan Pengujian
1.Bahan-bahan yang dipergunakan adalah :
a. Semen Padang
b. Agregat kasar
c. Agregat halus
d. Air bersih, diambil dari jaringan air Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
e. Styrofoam yang diletakkan pada bagian tarik balok beton bertulang hollow f. Tulangan besi sebanyak 2 buah dengan diameter 12 mm sebagai tulangan tarik.
g. Tulangan besi sebanyak 2 buah dengan diameter 12 mm sebagai tulangan tekan.
h. Tulangan sengkang dengan dimensi D6-100. i. Vaseline.
2. Peralatan Mix Design dan Pembuatan Benda Uji Balok a. Molen, untuk mencampur adukan beton dengan kapasitas 200 liter.
b. Ember, untuk mengangkat air.
c. Sekop, untuk mengambil agregat.
d. Mistar, untuk mengukur nilai slump.
e. Kerucut abhrams, unutuk mengukur nilai slump.
f. Batang perojok, untuk mengukur nilai slump.
g. Kain yang dibasahi, untuk perawatan benda uji.
h. Bekisting, terdiri dari papan dan kayu sebagai pencetak balok beton yang berukuran 15 cm x 25 cm dengan panjang benda uji 320 cm.
3. Peralatan Uji Lentur Balok Beton Seperangkat alat uji lentur balok (Hydraulic Jack dan Dial Indicator) dengan perletakan sederhana (sendi-rol) pada Laboratorium Struktur Program Magister (S-2) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
4. Peralatan Uji Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah Beton
a. Seperangkat Compressive Machine
b. Alat Splitting Test
1.6.2 Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian dan pengujian ini dilakukan berdasarkan SNI-03- 6827-2002.
1. Uji material beton, yaitu:
- Analisa Ayakan Pasir dan Kerikil
- Berat Jenis Pasir dan Kerikil
- Berat Isi Pasir dan Kerikil
- Kadar Lumpur Pasir dan Kerikil 2.
Pendesainan (Mix Design) benda uji sebanyak 2 (dua) buah balok beton bertulang (1 buah balok beton bertulang normal dan 1 buah balok beton bertulang yang dilubangi pada daerah tariknya) dan 12 buah beton silinder yang dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Program Strata Satu (S-1) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
3. Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah beton dengan benda uji
12 buah beton silinder yang dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Program Strata Satu (S1) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
4. Pengujian Kuat Lentur dengan benda uji 2 buah balok beton bertulang
yang dilakukan di Laboratorium Struktur Program Magister (S-2) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Pengujian kuat tarik dilakukan dengan cara meletakkan balok diatas dua tumpuan (sendi-rol), kemudian diberi beban statis dengan menggunakan
Hydraulic Jack dengan kondisi dimana beton sudah mencapai umur 28 hari sampai terjadi belah.
1.6.3 Rencana Benda Uji
Tabel 1.1 Rencana Benda Uji Balok Bertulang Kode PanjangLebar Tinggi Tulangan Tulangan Benda Bentang Jumlah (cm) (cm) Tekan Tarik Uji (cm)
BLKBB 320
15 25 2Ø12 mm 2Ø12 mm
1 BLKBH 320
15 25 2Ø12 mm 2Ø12 mm
1 Tabel 1.2 Rencana Benda Uji Silinder
Kode Diameter Tinggi Jumlah Benda Uji (cm) (cm)
CYL1
15
30
6 CYL2
15
30
6 Dimana :
- BLKBB = Balok Beton Bertulang Konvensional (tanpa dilubangi pada daerah tarik).
- BLKBH = Balok Beton Bertulang Hollow.
- CYL 1 = Beton Silinder untuk Uji Kuat Tekan CYL2 = Beton Silinder untuk Uji Kuat Tarik
Biasa
Gambar 1.4 PenempaHollow patan Beban dan Dial Indicator pada Balok B patan Bebandan Dial Indicator Pada Balok B ow ok Beton Bertulang ok Beton Bertulang
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang dibahas pada Tugas akhir ini. Sistematika penulisan ini adalah sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, metodologi penelitian, batasan masalah, mekanisme pengujian, dan sistematika penulisan dari tugas akhir ini.
BAB II. STUDI PUSTAKA Bab ini berisi uraian umum dan khusus tentang beton dan beton bertulang hollow yang akan diteliti berdasarkan referensi-referensi yang diperoleh oleh penulis. BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup penyediaan bahan yang digunakan dalam penelitian, pekerjaan pertukangan hingga pelaksanaan penelitian.
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi analisa dan hasil pengujian benda uji dalam penelitian di laboratorium yang meliputi : hasil pengujian kuat tarik balok bertulang dan balok beton bertulang yang dilubangi pada bagian tarik menggunakan gabus serta pembahasannya.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas akhir ini dengan menitikberatkan pada perilakustruktur terkhusus kuat tarik pada balok beton dan beberapa saran untuk penelitian selanjutnya.