Kajian Eksperimental Perilaku Besi Angkur Sebagai Penghubung Tarik
1
KAJIAN EKSPERIMENTAL PERILAKU BESI
ANGKUR SEBAGAI PENGHUBUNG TARIK
TESIS
OLEH
ELINER HENRIKUS SIHALOHO
127 016 002/TS.
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
2
KAJIAN EKSPERIMENTAL PERILAKU BESI
ANGKUR SEBAGAI PENGHUBUNG TARIK
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Magister Teknik
dalam Program Studi Magister Teknik Sipil
Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
OLEH
ELINER HENRIKUS SIHALOHO
127 016 002/TS
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
3
Judul Tesis
: Kajian Eksperimental Perilaku Besi Angkur
Sebagai Penghubung Tarik
Nama Mahasiswa :
Eliner Henrikus Sihaloho
Nomor Pokok
:
127 016 002
Program Studi
:
Teknik Sipil
Menyetujui,
Komisi Pembimbing:
(Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan)
Ketua
(Ir. Sanci Barus, MT)
Anggota
Ketua Program Studi,
Dekan,
(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)
(Prof.Dr. Ir. Bustami Syam, MSME)
Tanggal lulus : 23 April 2015
Universitas Sumatera Utara
4
Telah diuji pada:
Tanggal
23 April 2015
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan.
Anggota
: 1. Ir. Sanci Barus, MT
2. Dr. Ing. Hotma Panggabean
3. Ade Faisal, ST, M.Sc, Ph.D
4. Ir. Rudi Iskandar, MT
Universitas Sumatera Utara
5
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis saya yang berjudul:
“Kajian
Eksperimental Perilaku Besi Angkur Sebagai Penghubung
Tarik”
Adalah benar hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan oleh siapapun
juga sebelumnya.
Sumber-sumber data yang diperoleh dan digunakan telah dinyatakan secara jelas dan
benar.
Medan, 23 April 2015
Yang membuat pernyataan,
Eliner Henrikus Sihaloho
NIM. 127 016 002
Universitas Sumatera Utara
6
ABSTRAK
Salah satu percobaan yang dapat dilakukan untuk mengetahui perilaku dari sifat-sifat
monolit balok terhadap material tarik lainnya adalah melalui percobaan tarik (pull out test).
Melalui percobaan ini, tulangan beton yang sudah ditanam kedalam beton dengan bentuk
kubus serta ciri-ciri yang telah ditentukan akan ditarik dengan kecepatan konstan sampai
beton tersebut pecah atau tercabut baja tulangannya.
Daya lekat antara baja tulangan dan beton merupakan hal yang cukup rumit
mengingat adanya kaitan beberapa parameter yaitu mutu beton, jenis dan dimensi tulangan
jenis beban yang bekerja, jarak antara tulangan dan beberapa efek sekunder lainnya. Oleh
karena itu nantinya diharapkan diperoleh nilai-nilai perilaku beton seperti kuat lekat baja
tulangan terhadap beton. Melalui percobaan tarik (pull out test) ini dapat membandingkan
kuat lekat baja tulangan ulir dengan polos.
Dengan demikian, dapat diketahui dan dibuktikan secara empiris bahwa nilai kuat
lekat baja tulangan ulir lebih besar dari pada kuat lekat tulangan polos dengan material dan
campuran beton yang sama. Akan tetapi nilai-nilai ini akan berobah secara variabel pada
setiap penggunaan dari material percobaan tarik ( pull out test ) tersebut. Oleh karena itu
ketersediaan alat serta uji material sebelum dilakukan percobaan tarik/ pull out test ini akan
sangat menentukan ketetapan dari variabel-variabel nilai kuat lekat yang ditinjau.
Benda Uji yang diberi tulangan angkur polos dan ulir dengan diameter Ø 8 mm, Ø10
mm Ø13 mm dan kedalaman angkur beton 10 cm, 15 cm dan 20 cm, kemudian di tes pada
umur 28 hari untuk mendapatkan daya lekat yang terbentuk antara beton fc’=2 , 0 MPa
dan baja tulangan U-40
Dari hasil penelitian didapat kesimpulan bahwa untuk kuat lekat tarik tulangan ulir lebih
besar dibanding dengan tulangan polos yaitu antara 1,35 s/d 1,65.
Kata kunci : kuat lekat, baja tulangan angkur polos dan ulir, uji tarik (pull out test),
Universitas Sumatera Utara
7
ABSTRACT
One of the experiments can be done to find out the behavior of the properties of
monolithic beams on other tensile materials through tensile experiment (pull out test). By
conducting this experiment, reinforcing concrete which has been planted into the concrete in
the form of cube and specified characteristics will be drawn with constant speed until the
concrete is broken off or its reinforcement steel sheets are drawn.
The adhesive power of concrete reinforcement steel sheets with the concrete is
complicated since they are related to some parameters such as quality of the concrete, its
type, the dimension of the type of active reinforced concrete, and the distance among
reinforced concretes, and some other secondary effects. Therefore, it is expected that the
concrete behavioral values such as adhesive strength of reinforcement steel sheets on the
concrete can be obtained. The tensile experiment (pull out test) can compare the concrete
adhesive strength of screw reinforcement steel sheet with the plain one.
It can empirically be proved, therefore, that the values of adhesive strength of screw
reinforcement steel sheets are bigger than those of plain reinforcement steel sheets with the
same material and concrete mixture. However, these values will change in variables in each
use of tensile experiment (pull out test) materials. Thus, the availability of the equipment and
material test before tensile experiment (pull out test) is conducted will highly determine the
permanence of the viewed variables of adhesive strength values of adhesive strength.
Testing objects are given plain and screw anchor reinforcement with Ø 8 mm, Ø10
mm, and Ø 13 mm in diameter, and the depth of concrete anchor of 10 cm, 15 cm, and 20 cm
and are tested when their age is 28 days old in order to obtain adhesive strength shaped
etween f ’ on rete = 24.404 MPa and reinforcement steel sheets U-40.
The conclusion of the research was that tensile adhesive strength of screw
reinforcement is bigger that plain reinforcement between 1.35 until 1.65.
Keywords: Adhesive Strength, Plain and Screw Anchor Reinforcement Steel Sheet, Tensile
Experiment (Pull out Test)
Universitas Sumatera Utara
8
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan Maha Pengasih atas pertolongan-Nya
serta kekuatan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis ini yang merupakan salah satu
syarat untuk menyelesaiakan Program Sarjana Strata-2 di Program Study Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
Pada Tesis ini penulis memilih judul ”Kajian Ekperimental Perilaku Besi Angkur
Sebagai Penghubung Tarik”. Dalam rangka pelaksanaan eksperimental dan penyusunan
serta untuk menyelesaikan tesis ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
Kepada Yang terhormat Bapak Komisi Pembimbing Prof, Dr. Ing. Johannes Tarigan
sebagai Ketua serta Ir. Sanci Barus, MT sebagai anggota.
Bapak Ketua Program Studi Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE. dan Bapak Sekretaris Ir.
Rudi Iskandar, MT.
Kepada Yang terhormat Bapak Komisi Penguji Dr. Ing Hotma Panggabean, Ade Faisal,
ST, M.Sc, Ph.D dan Ir. Rudi Iskandar, MT
Kepada Yang terhormat Bapak/Ibu Staff pengajar Fakultas Teknik Sipil Universitas
Darma Agung, yang telah memberikan dorongan dan semangat dalam penulisan tesis ini.
Bapak Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Ir. Bustami Syam,
MSME.
Universitas Sumatera Utara
9
Pejabat Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Subhlihar, Ph.D.
Bapak Yuyun sebagai staff administrasi pada Program Studi Magister Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
Kepada Anakku Andre Bachtiar Sihaloho telah banyak membantu dalam program
penelitiannya dan juga istri Dina Rumenta Rajagukguk, AMd dan anak-anakku tercinta, yang
telah memberikan dukungan selama masa pendidikan di Universiatas Sumatera Utara dan
seluruh keluarga dan teman-teman yang telah memberikan dukungan selama masa
pendidikan di Universitas Sumatera Utara secara langsung ataupun tidak langsung telah
memberikan konstribusinya selama pendidikan.
Saya sadari bahwa tentu tidak akan pernah memperoleh solusi yang sempurna atas
usaha dan karyanya, oleh karena itu kepada pejuang ilmu pengetahuan di masa yang akan
datang, semoga dapat memberikan peningkatan dan pencerahan kembali terhadap ilmu
pengetahuan yang pernah ada serta diperoleh sesuatu yang berharga bagi kemajuan ilmu
pengetahuan dan teknologi dan kejayaan bangsa Indonesia.
Medan, April 2015
Eliner Henrikus Sihaloho
NIM : 127 016 002
Universitas Sumatera Utara
10
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah
diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi. Sepanjang
pengetahuan saya juga, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau
diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diakui dalam naskah ini dan disebut
dalam daftar pustaka.
Medan, 23 April 2015
Yang membuat pernyataan,
( Eliner Henrikus Sihaloho )
NIM : 127 016 002
Universitas Sumatera Utara
11
RIWAYAT HIDUP
A. DATA PRIBADI
Nama
: Eliner Henrikus Sihaloho
Tempat dan tanggal lahir : Dugulnangka Harapohan, 15 September 1963
Jenis kelamin
: Laki-laki
Agama
: Protestan
Tempat Bekerja
: Universitas Darma Agung
Status perkawinan
: Kawin
Alamat
: Jl. Lembaga Pemasyarakatan Gg. Gintar
Tanjung Gusta Medan Telp (061) 8440560
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
SD. Negeri Harapohan Kab Samosir
: 1970 -1975
SMP. Negeri I Pangururan Kab Samosir : 1976 – 1979
SMA. Negeri Pangururan Kab Samosir
: 1979 – 1980
STM. Negeri Berastagi Kab Karo
: 1980 – 1983
Fakultas Penididikan dan Teknologi Kejuruan
IKIP / Unimed Medan
: 1984 – 1988
Fakultas Teknik UDA
: 1994 – 1999
Magister Teknik Sipil Konsentrasi Struktur USU
: 2012 - 2015
C. RIWAYAT PEKERJAAN
Universitas Sumatera Utara
12
Staff Pengajar di FT UDA dan ISTP
: 1 Maret 1999 sekarang
Bekerja di perusahaan:
1. PT. Sederhana Lestari (Kontraktor)
: 1989 - 1996
2. PT. Bina Karya (Persero) Konsultan
: 1997 – 2002
3. PT. Hariara (Kontraktor)
: 2002 - sekarang
Universitas Sumatera Utara
13
DAFTAR ISI
Halaman
... ... ……………………………………….…….........……...............................………
i
ABSTRACT …………………………………………….….........………….......................................…….
ii
ABSTRAK
KATA PENGANTAR ………………….…………........…………....................................…….…..…. iii
PERNYATAAN.........……………………………… .........……..…...................................…………….
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR ISI
v
..……………………… .........………….….…...........................……………. vi
.........................……………..........…………......................…...….…….……….. viii
DAFTAR TABEL......…........…………… ........……..………….….…...................................……….
x
DAFTAR GAMBAR
..............…………… ........……..…………..…......................……..…..… xiii
DAFTAR NOTASI
…………………….........…...…………............................….………….….. xvi
DAFTAR LAMPIRAN ...…………………… .......................................…….……….....………..…….. xvii
BAB I.
PENDAHULUAN................................................................................................
1
1.1. Latar Belakang ..........……...………………..….……….………... 1
1.2. Permasalahan …………………….....….……….………………. . 2
1.3. Tujuan Penelitian ...........………………….....…….……………… 2
1.4. Pembatasan Masalah ..........…………......……….………………. 2
1.5. Sistematika Penulisan ……………...…………….............….….… 3
BAB II. LANDASAN TEORI............................................................................ 5
2.1. Umum ...............………………..…………...…….…....…......…..... 5
2.2. Baja Tulangan ..........................…………....………....……………. 6
2.3. PenyaluranTegangan Lekat ...…………....…….……...…………... 7
2.4. Panjang Penyaluran dan Tegangan Lekat Besi Polos .…………...... .14
2.5. Tegangan Lekat Besi Ulir …………………….............……….... 15
2.6. Distribusi Tegangan Lekat pada Pengujian Lolos Tarik . ..........….. 18
2.7. Tegangan dan Regangan Geser ...................................………...…. 21
2.7. 1. Tegangan normal (normal stress) ......…………...……...…. 21
2.7. 2. Tegangan geser (shearing stress) .......…………...……...…. 21
2.7. 3. Tegangan dan regangan yang sebenarnya
(true stress dan true strain) .....…...........................………. 23
2.8. Aplikasi Baut Angkur ..........………………......…………………. 24
2.9. Klasifikasi Baut Angkur pada Beton ….....………...…..………… 24
Universitas Sumatera Utara
14
2.10. Kekuatan Baut Angkur pada beton …..…………...…....……….. 28
2.11. Ketahanan Terhadap BebanTarik ....……………...…..............…. 30
2.12. Jenis Besi Beton ...................………………………..…....……… 33
2.13. Syarat Mutu .............................……………………...…....……... 34
2.13.1. Sifat tampak ..................…………………..........………… 35
2.13.2. Bentuk ........................…………………...…....………… 35
2.14. Sifat Mekanis............………………………....…….......………… 37
2.14.1. Sifat Mekanis Baja Tulangan Polos ....……...…....……... 37
2.14.2. Sifat Mekanis Baja Tulangan Sirip .......…………..……... 37
2.15. Kuat Tekan Beton................... ........................………………..... 38
2.16. Beberapa PenelitianTerdahulu.........................………………..... 39
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 41
3.1. Umum ………………………...……………………........………... 41
3.2. Analisa Perhitungan ………...…………………………………... 41
3.3. Analisa Eksperimental ………………………...………………… 42
3.3.1. Persiapan benda uji …..…………....….....……………….. 43
3.3.2. Persiapan peralatan ........…………..........…………………. 43
3.4. Pengujian Kuat Tekan Beton ……………....…....……………….. 47
3.5. Pengujian Kuat Lekat Angkur Besi Beton ….............…………….. 48
3.6. Pengujian Tarik Baja Tulangan …..........…....……....…………….. 51
3.7. Pengujian dengan Pull Out Test
............................. ......…….. 51
3.7.1. Panjang pelolosan beton dan baja tulangan polos dan ulir
diameter 8 mm...............………..…............…………………. 53
3.7.2. Panjang pelolosan beton dan baja tulangan polos dan ulir
diameter 10 mm .…..……………….....…………....………... 54
3.7.3. Panjang pelolosan beton dan baja tulangan polos dan ulir
diameter 13 mm .…………………….....…………....…..…... 57
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN..................................... 60
4.1. Pengujian Kuat Tekan Beton.....…........……........…............……… 60
4.2 Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan........………………...……... 61
4.3 Perpindahan Beton dan Kuat Lekat Baja Tulangan polos
dan Ulir Diameter 8 mm........ ….…………….......……..........…..... 62
4.4. Perpindahan Beton dan Kuat Lekat Baja Tulangan polos
dan Ulir Diameter 10 mm …....……………….................……….... 77
4.5. Perpindahan Beton dan Kuat Lekat Baja Tulangan polos
dan Ulir Diameter 13 mm....………………….................………..... 92
4.6. Ketahanan Terhadap Beban Tarik..............…….……..................... 108
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................. 113
5.1 Kesimpulan ………...………….…….........…..…......................…. 113
5.2 Saran …………….……….…………….........................…….….... 113
DAFTAR PUSTAKA ….....…………….………………......……..........…...…. 115
LAMPIRAN…......…………………………….......…….........…....….................. 117
Universitas Sumatera Utara
15
DAFTAR TABEL
No
2.1.
2.2.
2.3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11
3.12.
3.13.
3.14.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
Judul
Halaman
Variasi Jumlah Sampel ............................................................................ .12
Properti Besi Beton Polos ....................................................................... .37
Properti Besi Beton Sirip ........................................................................ .38
Variasi Diameter dan Kedalaman Tulangan Angkur .......................... ......43
Propertis Besi Angkur pada Benda Uji ..................................................... 43
Hasil Prngujian Kuat Tarik Besi Beton ..................................................... 48
Hasil Test Tarik Besi Beton ..................................................................... 51
Perhitungan Perpindahan Beton ................................................................ 52
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................. 53
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ................................................... 54
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos dan Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 200 mm ................................................................. 54
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm .................................................. 55
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 10 mm Ld = 150 mm ................................................... 55
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos dan Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 200 mm ................................................................ 56
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos dan Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ............................................................. 57
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ............................................... 58
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos dan Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ............................................................... 58
Hasil Pengujian Kuat Beton untuk Umur 28 Hari ..................................... 61
Nilai Pertambahan Akibat Test Tarik ....................................................... 62
Hasil Test Tarik Besi Beton ..................................................................... 62
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 63
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 64
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 100 mm .............................................................. 65
Universitas Sumatera Utara
16
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
4.16.
4.17.
4.18.
4.19.
4.20.
4.21.
4.22.
4.23.
4.24.
4.25.
4.26
4.27.
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 67
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................... 68
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ................................................. 69
Tegangan Lekat Beton dengan Perpindahan Angkur Besi Polos
Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ................................................................ 70
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ................................................................. 71
Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi
Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm .......................................................... 73
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Angkur Besi
Polos dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ........................................ 73
Perpanjangan Baja dengan Beban pada Angkur Besi Polos
Diameter 8 mm, Ld = 200 mm ................................................................ 75
Perpanjangan Baja Angkur Polos dan Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 200 mm ................................................................. 76
Perpindahan Beton dan Beban dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 78
Tegangan Lekat Beton dengan Perpindahan pada Angkur Besi
Ulir dengan Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ........................................ 79
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 79
Tegangan Lekat Beton dengan Perpindahan Angkur Besi Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 81
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Angkur Besi
Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ..................................... 82
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ............................................................... 84
Tegangan Lekat Beton dan Perpidahan dengan Angkur Besi
Polos Diameter 10 mm, Ld = 150 mm .................................................... 85
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ............................................................... 85
Tegangan Lekat Beton dengan Angkur Besi Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ................................................................ 87
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Angkur Besi
Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ...................................... 88
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 10 mm, Ld = 200 mm ................................................................ 89
Perpanjangan Baja Angkur Polos dan Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 200 mm .............................................................. 90
Universitas Sumatera Utara
17
4.28.
4.29.
4.30.
4.31.
4.32.
4.33.
4.34
4.35.
4.36.
4.37.
4.38.
4.39.
4.40.
4.41.
4.42.
4.43.
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ................................................................ 93
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ............................................................. 94
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 94
Kuat Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 96
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Angkur Besi
Polos dan Ulir diameter 13 mm, Ld = 100 mm ....................................... 97
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 13 mm, Ld = 150 mm .............................................................. 99
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ............................................................ 100
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ............................................................. 100
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ............................................................. 102
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Baja Angkur
Polos dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ................................... 103
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ............................................................ 105
Beban dan Perpanjangan Baja Angkur Polos dan Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ............................................................ 104
Keruntuhan Angkur Polos dan Ulir Terhadap Beban Tarik Menurut
ETAG 001 (anonim1, 1997) ..................................................................... 110
Keruntuhan Yang Terjadi Pada Beton Retak dan Tidak Retak
dengan Kedalaman 100 mm, 150 mm dan 200 mm
Menurut ETAG 001 (anonim1, 1997) ..................................................... 110
Penampang Beton Pecah dari Angkur Tunggal Akibat Beban
Tarik Menurut ETAG 001 (anonim1, 1997) ............................................ 111
Luas Permukaan Beton Runtuh Saat Pengujian Tarik di Laboratorium
Dibandingkan dengan Cara ETAG 001 (anonim1, 1997) ........................ 111
Universitas Sumatera Utara
18
DAFTAR GAMBAR
No
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.
2.14.
2.15.
2.16.
2.17.
2.18.
2.19.
2.20.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
4.1..
4.2.
Judul
Halaman
Diagram Tegangan Regangan Hasil Uji Tarik
(Park dan Paulay,1975) .. ............................................................................. 7
Kuat Lekat Baja pada Beton . ..................................................................... 9
Panjang Penyaluran Baja Tulangan . ....................................................... 14
Tegangan Lekat pada Baja Tulangan Ulir . ............................................ 17
Mekanisme Kerusakan antara Baja Tulangan
dengan Beton . ........................................................................................... 17
Perpindahan Beton dengan Baja Tulangan . ............................................ 19
Bidang Batang yang Mengalami Tegangan Geser ..................................... 22
Grafik Tegangan–Regangan (True Stress dan Normal Stress) . ................ 24
Cast in Place Anchors ............... ................................................................ 25
Expantion Anchors . ................................................................................. 27
Undercut Anchors......................... ............................................................... 27
Jumlah Angkur Bervariasi........... ............................................................... 29
Eksentritas Angkur memikul Beban Tarik ........... ..................................... 30
Luas Penampang Beton Pecah dari Angkur Angkur Akibat Beban
Tarik......... ................................................................................................... 32
Luas Tampang Aktual Ac,N dari Beton Ideal......... ..................................... 33
Besi Beton Polos SNI ................................................................................. 34
Besi Beton Ulir .......................................................................................... 35
Baja Tulangan Beton Sirip Jenis Bambo ........... ........................................ 36
Baja Tulangan Beton Sirip Jenis Tulangan Ikan ........................................ 36
Baja Tulangan Beton Sirip Jenis Sirip Curam ........... ................................ 36
Diagram Alur Penelitian........... .................................................................. 42
Alat Jack Hydraulic unutuk Pembebanan........... ........................................ 45
Dial Gauge Yang Digunakan untuk Deformasi........... ............................... 45
Benda Uji 30 x 30 x 30 cm ........... ............................................................ 47
Sketsa Pengujian Pull Out Test ........... ...................................................... 49
Perpindahan antara Baja Tulangan dan Beton ........... ................................ 50
Grafik antara Pembebanan dan Perpindahan Beton ................................... 52
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 100 mm....... ................. 64
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan
Beton Angkur Besi Polos Diamater 8 mm, Ld = 100 mm......... ................ 65
Universitas Sumatera Utara
19
4.3.
4.4
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
4.16.
4.17.
4.18.
4.19.
4.20.
4.21.
4.22.
4.23.
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton
Angkur Besi Ulir Diameter 8 mm, Ld = 100 mm.... .................................. 66
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 100 mm.... .................. 68
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan pada Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diamaeter 8 mm, Ld = 100 mm.... ... 69
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 150 mm .... ............................ 70
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpimdahan pada Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir dia 8 mm, Ld = 150 mm.................... 72
Grafik Hubungan Antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi dan Ulir Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm.... ................... 74
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm.... ...... 74
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dia 10 mm, Ld = 200 mm.... ....................................... 75
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpanjangan Baja
dengan
Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 200 mm.... ............................... 76
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpanjangan Baja
dengan
Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 100 mm.... ............................... 77
Kurva Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 150 mm.... ............................. 78
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm.... ............................... 80
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm.... ............... 83
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dengan Perpindahan
Beton dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 10 mm,
Ld = 100 mm............................................................................................... 83
Grafik Hubungan antara Beban dan Perindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 150 mm .................... 84
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm................................... 86
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm .................. 88
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dengan Perpindahan
Beton dengan Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 150 mm.... ..... 89
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 200 mm.... ............... 90
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 200 mm .................................. 91
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpanjangan Baja Angkur
Besi
Polos Diameter 10 mm, Ld = 200 mm...................................................... 92
Universitas Sumatera Utara
20
4.24.
4.25.
4.26.
4.27.
4.28.
4.29.
4.30.
4.31.
4.32.
4.33.
4.34.
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm.. ................................. 93
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ................................. 95
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm.... ............. 98
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dengan Perpindahan pada
Beton dengan Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ......... 98
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 150 mm.... ............................. 99
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm.................................. 101
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 150 mm.. .............. 104
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm,
Ld = 150 mm ........................................................................................... 104
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpanjangan Baja dengan
Angkur
Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ............................................ 106
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 200 mm................... 107
Permukaan Beton Retak Setelah Pengujian ............................................. 107
Universitas Sumatera Utara
21
DAFTAR NOTASI
P
=
gaya tarik keluar
fy
=
tegangan baja leleh
d
=
diameter tulangan baja
Ld
=
panjang penyaluran
= Gaya tarik tulangan
NRk,S
As
=
Luas penampang tulangan
fy = tegangan leleh baja
=
faktor Keamanan Material beton
=
faktor keamanan parsial beton
=
faktor keamanan saat produksi beton
=
faktor keamanan parsial pengetesan beton
fck,cube = kuat desak beton karakteristik kubus 150 x 150 mm (N/mm2)
h ef =
kedalaman efektif baut angkur (mm)
k1
=
7.2. diaplikasikan pada beton yang retak.
k1
=
10.1 diaplikasikan pada beton yang tidak retak.
Ab
=
Luas penampang kubus beton
f ’
=
Kuat desak beton
P maks =
Beban maksimum kubus beton.
Universitas Sumatera Utara
22
∆s
=
Perpanjangan baja.
Lo
=
Jarak penjepitan.
E
=
Modulus elastis.
∆c
=
Perpindahan beton.
∆ = Perpanjangan total baja dan beton.
a = tinggi puncak ulir tulangan (mm)
b = lebar puncak ulir (mm)
c = jarak antara ulir (mm)
db = diameter nominal (mm)
db’ = diameter dalam mm
db” = diameter luar mm
fb = tegangan tumpu permukaan ulir (MPa)
�a = tegangan lekat/kuat lekat disepanjang permukaan baja (MPa)
�c = tegangan lekat/kuat lekat baja tulangan ulir dan beton (MPa)
� = regangan baja (m/m-1)
Fn = gaya normal (N,kN)
∆L = pertambahan panjang baja (mm)
= Tegangan normal (N/mm2)
Universitas Sumatera Utara
23
σT
= tegangan sebenarnya (true stress)
A1 = luas penampang pada saat dibebani
�T
= regangan sebenarnya (true stress)
li
= panjang bahan yang pada saat diberi beban
lo
= panjang awal sebelum dibebani
Universitas Sumatera Utara
24
DAFTAR LAMPIRAN
No
1.
2.
3.
Judul
Halaman
Pengujian Tarik Besi Tulangan .. ............................................117
Pengujian Kuat Tekan Beton . ................................................121
Pengujian dengan Pull Out Test . ............................................124
Universitas Sumatera Utara
KAJIAN EKSPERIMENTAL PERILAKU BESI
ANGKUR SEBAGAI PENGHUBUNG TARIK
TESIS
OLEH
ELINER HENRIKUS SIHALOHO
127 016 002/TS.
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
2
KAJIAN EKSPERIMENTAL PERILAKU BESI
ANGKUR SEBAGAI PENGHUBUNG TARIK
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Magister Teknik
dalam Program Studi Magister Teknik Sipil
Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
OLEH
ELINER HENRIKUS SIHALOHO
127 016 002/TS
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
3
Judul Tesis
: Kajian Eksperimental Perilaku Besi Angkur
Sebagai Penghubung Tarik
Nama Mahasiswa :
Eliner Henrikus Sihaloho
Nomor Pokok
:
127 016 002
Program Studi
:
Teknik Sipil
Menyetujui,
Komisi Pembimbing:
(Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan)
Ketua
(Ir. Sanci Barus, MT)
Anggota
Ketua Program Studi,
Dekan,
(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)
(Prof.Dr. Ir. Bustami Syam, MSME)
Tanggal lulus : 23 April 2015
Universitas Sumatera Utara
4
Telah diuji pada:
Tanggal
23 April 2015
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan.
Anggota
: 1. Ir. Sanci Barus, MT
2. Dr. Ing. Hotma Panggabean
3. Ade Faisal, ST, M.Sc, Ph.D
4. Ir. Rudi Iskandar, MT
Universitas Sumatera Utara
5
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis saya yang berjudul:
“Kajian
Eksperimental Perilaku Besi Angkur Sebagai Penghubung
Tarik”
Adalah benar hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan oleh siapapun
juga sebelumnya.
Sumber-sumber data yang diperoleh dan digunakan telah dinyatakan secara jelas dan
benar.
Medan, 23 April 2015
Yang membuat pernyataan,
Eliner Henrikus Sihaloho
NIM. 127 016 002
Universitas Sumatera Utara
6
ABSTRAK
Salah satu percobaan yang dapat dilakukan untuk mengetahui perilaku dari sifat-sifat
monolit balok terhadap material tarik lainnya adalah melalui percobaan tarik (pull out test).
Melalui percobaan ini, tulangan beton yang sudah ditanam kedalam beton dengan bentuk
kubus serta ciri-ciri yang telah ditentukan akan ditarik dengan kecepatan konstan sampai
beton tersebut pecah atau tercabut baja tulangannya.
Daya lekat antara baja tulangan dan beton merupakan hal yang cukup rumit
mengingat adanya kaitan beberapa parameter yaitu mutu beton, jenis dan dimensi tulangan
jenis beban yang bekerja, jarak antara tulangan dan beberapa efek sekunder lainnya. Oleh
karena itu nantinya diharapkan diperoleh nilai-nilai perilaku beton seperti kuat lekat baja
tulangan terhadap beton. Melalui percobaan tarik (pull out test) ini dapat membandingkan
kuat lekat baja tulangan ulir dengan polos.
Dengan demikian, dapat diketahui dan dibuktikan secara empiris bahwa nilai kuat
lekat baja tulangan ulir lebih besar dari pada kuat lekat tulangan polos dengan material dan
campuran beton yang sama. Akan tetapi nilai-nilai ini akan berobah secara variabel pada
setiap penggunaan dari material percobaan tarik ( pull out test ) tersebut. Oleh karena itu
ketersediaan alat serta uji material sebelum dilakukan percobaan tarik/ pull out test ini akan
sangat menentukan ketetapan dari variabel-variabel nilai kuat lekat yang ditinjau.
Benda Uji yang diberi tulangan angkur polos dan ulir dengan diameter Ø 8 mm, Ø10
mm Ø13 mm dan kedalaman angkur beton 10 cm, 15 cm dan 20 cm, kemudian di tes pada
umur 28 hari untuk mendapatkan daya lekat yang terbentuk antara beton fc’=2 , 0 MPa
dan baja tulangan U-40
Dari hasil penelitian didapat kesimpulan bahwa untuk kuat lekat tarik tulangan ulir lebih
besar dibanding dengan tulangan polos yaitu antara 1,35 s/d 1,65.
Kata kunci : kuat lekat, baja tulangan angkur polos dan ulir, uji tarik (pull out test),
Universitas Sumatera Utara
7
ABSTRACT
One of the experiments can be done to find out the behavior of the properties of
monolithic beams on other tensile materials through tensile experiment (pull out test). By
conducting this experiment, reinforcing concrete which has been planted into the concrete in
the form of cube and specified characteristics will be drawn with constant speed until the
concrete is broken off or its reinforcement steel sheets are drawn.
The adhesive power of concrete reinforcement steel sheets with the concrete is
complicated since they are related to some parameters such as quality of the concrete, its
type, the dimension of the type of active reinforced concrete, and the distance among
reinforced concretes, and some other secondary effects. Therefore, it is expected that the
concrete behavioral values such as adhesive strength of reinforcement steel sheets on the
concrete can be obtained. The tensile experiment (pull out test) can compare the concrete
adhesive strength of screw reinforcement steel sheet with the plain one.
It can empirically be proved, therefore, that the values of adhesive strength of screw
reinforcement steel sheets are bigger than those of plain reinforcement steel sheets with the
same material and concrete mixture. However, these values will change in variables in each
use of tensile experiment (pull out test) materials. Thus, the availability of the equipment and
material test before tensile experiment (pull out test) is conducted will highly determine the
permanence of the viewed variables of adhesive strength values of adhesive strength.
Testing objects are given plain and screw anchor reinforcement with Ø 8 mm, Ø10
mm, and Ø 13 mm in diameter, and the depth of concrete anchor of 10 cm, 15 cm, and 20 cm
and are tested when their age is 28 days old in order to obtain adhesive strength shaped
etween f ’ on rete = 24.404 MPa and reinforcement steel sheets U-40.
The conclusion of the research was that tensile adhesive strength of screw
reinforcement is bigger that plain reinforcement between 1.35 until 1.65.
Keywords: Adhesive Strength, Plain and Screw Anchor Reinforcement Steel Sheet, Tensile
Experiment (Pull out Test)
Universitas Sumatera Utara
8
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan Maha Pengasih atas pertolongan-Nya
serta kekuatan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis ini yang merupakan salah satu
syarat untuk menyelesaiakan Program Sarjana Strata-2 di Program Study Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
Pada Tesis ini penulis memilih judul ”Kajian Ekperimental Perilaku Besi Angkur
Sebagai Penghubung Tarik”. Dalam rangka pelaksanaan eksperimental dan penyusunan
serta untuk menyelesaikan tesis ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
Kepada Yang terhormat Bapak Komisi Pembimbing Prof, Dr. Ing. Johannes Tarigan
sebagai Ketua serta Ir. Sanci Barus, MT sebagai anggota.
Bapak Ketua Program Studi Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE. dan Bapak Sekretaris Ir.
Rudi Iskandar, MT.
Kepada Yang terhormat Bapak Komisi Penguji Dr. Ing Hotma Panggabean, Ade Faisal,
ST, M.Sc, Ph.D dan Ir. Rudi Iskandar, MT
Kepada Yang terhormat Bapak/Ibu Staff pengajar Fakultas Teknik Sipil Universitas
Darma Agung, yang telah memberikan dorongan dan semangat dalam penulisan tesis ini.
Bapak Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Ir. Bustami Syam,
MSME.
Universitas Sumatera Utara
9
Pejabat Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Subhlihar, Ph.D.
Bapak Yuyun sebagai staff administrasi pada Program Studi Magister Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
Kepada Anakku Andre Bachtiar Sihaloho telah banyak membantu dalam program
penelitiannya dan juga istri Dina Rumenta Rajagukguk, AMd dan anak-anakku tercinta, yang
telah memberikan dukungan selama masa pendidikan di Universiatas Sumatera Utara dan
seluruh keluarga dan teman-teman yang telah memberikan dukungan selama masa
pendidikan di Universitas Sumatera Utara secara langsung ataupun tidak langsung telah
memberikan konstribusinya selama pendidikan.
Saya sadari bahwa tentu tidak akan pernah memperoleh solusi yang sempurna atas
usaha dan karyanya, oleh karena itu kepada pejuang ilmu pengetahuan di masa yang akan
datang, semoga dapat memberikan peningkatan dan pencerahan kembali terhadap ilmu
pengetahuan yang pernah ada serta diperoleh sesuatu yang berharga bagi kemajuan ilmu
pengetahuan dan teknologi dan kejayaan bangsa Indonesia.
Medan, April 2015
Eliner Henrikus Sihaloho
NIM : 127 016 002
Universitas Sumatera Utara
10
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah
diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi. Sepanjang
pengetahuan saya juga, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau
diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diakui dalam naskah ini dan disebut
dalam daftar pustaka.
Medan, 23 April 2015
Yang membuat pernyataan,
( Eliner Henrikus Sihaloho )
NIM : 127 016 002
Universitas Sumatera Utara
11
RIWAYAT HIDUP
A. DATA PRIBADI
Nama
: Eliner Henrikus Sihaloho
Tempat dan tanggal lahir : Dugulnangka Harapohan, 15 September 1963
Jenis kelamin
: Laki-laki
Agama
: Protestan
Tempat Bekerja
: Universitas Darma Agung
Status perkawinan
: Kawin
Alamat
: Jl. Lembaga Pemasyarakatan Gg. Gintar
Tanjung Gusta Medan Telp (061) 8440560
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
SD. Negeri Harapohan Kab Samosir
: 1970 -1975
SMP. Negeri I Pangururan Kab Samosir : 1976 – 1979
SMA. Negeri Pangururan Kab Samosir
: 1979 – 1980
STM. Negeri Berastagi Kab Karo
: 1980 – 1983
Fakultas Penididikan dan Teknologi Kejuruan
IKIP / Unimed Medan
: 1984 – 1988
Fakultas Teknik UDA
: 1994 – 1999
Magister Teknik Sipil Konsentrasi Struktur USU
: 2012 - 2015
C. RIWAYAT PEKERJAAN
Universitas Sumatera Utara
12
Staff Pengajar di FT UDA dan ISTP
: 1 Maret 1999 sekarang
Bekerja di perusahaan:
1. PT. Sederhana Lestari (Kontraktor)
: 1989 - 1996
2. PT. Bina Karya (Persero) Konsultan
: 1997 – 2002
3. PT. Hariara (Kontraktor)
: 2002 - sekarang
Universitas Sumatera Utara
13
DAFTAR ISI
Halaman
... ... ……………………………………….…….........……...............................………
i
ABSTRACT …………………………………………….….........………….......................................…….
ii
ABSTRAK
KATA PENGANTAR ………………….…………........…………....................................…….…..…. iii
PERNYATAAN.........……………………………… .........……..…...................................…………….
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR ISI
v
..……………………… .........………….….…...........................……………. vi
.........................……………..........…………......................…...….…….……….. viii
DAFTAR TABEL......…........…………… ........……..………….….…...................................……….
x
DAFTAR GAMBAR
..............…………… ........……..…………..…......................……..…..… xiii
DAFTAR NOTASI
…………………….........…...…………............................….………….….. xvi
DAFTAR LAMPIRAN ...…………………… .......................................…….……….....………..…….. xvii
BAB I.
PENDAHULUAN................................................................................................
1
1.1. Latar Belakang ..........……...………………..….……….………... 1
1.2. Permasalahan …………………….....….……….………………. . 2
1.3. Tujuan Penelitian ...........………………….....…….……………… 2
1.4. Pembatasan Masalah ..........…………......……….………………. 2
1.5. Sistematika Penulisan ……………...…………….............….….… 3
BAB II. LANDASAN TEORI............................................................................ 5
2.1. Umum ...............………………..…………...…….…....…......…..... 5
2.2. Baja Tulangan ..........................…………....………....……………. 6
2.3. PenyaluranTegangan Lekat ...…………....…….……...…………... 7
2.4. Panjang Penyaluran dan Tegangan Lekat Besi Polos .…………...... .14
2.5. Tegangan Lekat Besi Ulir …………………….............……….... 15
2.6. Distribusi Tegangan Lekat pada Pengujian Lolos Tarik . ..........….. 18
2.7. Tegangan dan Regangan Geser ...................................………...…. 21
2.7. 1. Tegangan normal (normal stress) ......…………...……...…. 21
2.7. 2. Tegangan geser (shearing stress) .......…………...……...…. 21
2.7. 3. Tegangan dan regangan yang sebenarnya
(true stress dan true strain) .....…...........................………. 23
2.8. Aplikasi Baut Angkur ..........………………......…………………. 24
2.9. Klasifikasi Baut Angkur pada Beton ….....………...…..………… 24
Universitas Sumatera Utara
14
2.10. Kekuatan Baut Angkur pada beton …..…………...…....……….. 28
2.11. Ketahanan Terhadap BebanTarik ....……………...…..............…. 30
2.12. Jenis Besi Beton ...................………………………..…....……… 33
2.13. Syarat Mutu .............................……………………...…....……... 34
2.13.1. Sifat tampak ..................…………………..........………… 35
2.13.2. Bentuk ........................…………………...…....………… 35
2.14. Sifat Mekanis............………………………....…….......………… 37
2.14.1. Sifat Mekanis Baja Tulangan Polos ....……...…....……... 37
2.14.2. Sifat Mekanis Baja Tulangan Sirip .......…………..……... 37
2.15. Kuat Tekan Beton................... ........................………………..... 38
2.16. Beberapa PenelitianTerdahulu.........................………………..... 39
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 41
3.1. Umum ………………………...……………………........………... 41
3.2. Analisa Perhitungan ………...…………………………………... 41
3.3. Analisa Eksperimental ………………………...………………… 42
3.3.1. Persiapan benda uji …..…………....….....……………….. 43
3.3.2. Persiapan peralatan ........…………..........…………………. 43
3.4. Pengujian Kuat Tekan Beton ……………....…....……………….. 47
3.5. Pengujian Kuat Lekat Angkur Besi Beton ….............…………….. 48
3.6. Pengujian Tarik Baja Tulangan …..........…....……....…………….. 51
3.7. Pengujian dengan Pull Out Test
............................. ......…….. 51
3.7.1. Panjang pelolosan beton dan baja tulangan polos dan ulir
diameter 8 mm...............………..…............…………………. 53
3.7.2. Panjang pelolosan beton dan baja tulangan polos dan ulir
diameter 10 mm .…..……………….....…………....………... 54
3.7.3. Panjang pelolosan beton dan baja tulangan polos dan ulir
diameter 13 mm .…………………….....…………....…..…... 57
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN..................................... 60
4.1. Pengujian Kuat Tekan Beton.....…........……........…............……… 60
4.2 Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan........………………...……... 61
4.3 Perpindahan Beton dan Kuat Lekat Baja Tulangan polos
dan Ulir Diameter 8 mm........ ….…………….......……..........…..... 62
4.4. Perpindahan Beton dan Kuat Lekat Baja Tulangan polos
dan Ulir Diameter 10 mm …....……………….................……….... 77
4.5. Perpindahan Beton dan Kuat Lekat Baja Tulangan polos
dan Ulir Diameter 13 mm....………………….................………..... 92
4.6. Ketahanan Terhadap Beban Tarik..............…….……..................... 108
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................. 113
5.1 Kesimpulan ………...………….…….........…..…......................…. 113
5.2 Saran …………….……….…………….........................…….….... 113
DAFTAR PUSTAKA ….....…………….………………......……..........…...…. 115
LAMPIRAN…......…………………………….......…….........…....….................. 117
Universitas Sumatera Utara
15
DAFTAR TABEL
No
2.1.
2.2.
2.3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11
3.12.
3.13.
3.14.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
Judul
Halaman
Variasi Jumlah Sampel ............................................................................ .12
Properti Besi Beton Polos ....................................................................... .37
Properti Besi Beton Sirip ........................................................................ .38
Variasi Diameter dan Kedalaman Tulangan Angkur .......................... ......43
Propertis Besi Angkur pada Benda Uji ..................................................... 43
Hasil Prngujian Kuat Tarik Besi Beton ..................................................... 48
Hasil Test Tarik Besi Beton ..................................................................... 51
Perhitungan Perpindahan Beton ................................................................ 52
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................. 53
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ................................................... 54
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos dan Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 200 mm ................................................................. 54
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm .................................................. 55
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 10 mm Ld = 150 mm ................................................... 55
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos dan Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 200 mm ................................................................ 56
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos dan Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ............................................................. 57
Panjang Pelolosan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ............................................... 58
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos dan Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ............................................................... 58
Hasil Pengujian Kuat Beton untuk Umur 28 Hari ..................................... 61
Nilai Pertambahan Akibat Test Tarik ....................................................... 62
Hasil Test Tarik Besi Beton ..................................................................... 62
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 63
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 64
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 100 mm .............................................................. 65
Universitas Sumatera Utara
16
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
4.16.
4.17.
4.18.
4.19.
4.20.
4.21.
4.22.
4.23.
4.24.
4.25.
4.26
4.27.
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 67
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 100 mm ............................................... 68
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ................................................. 69
Tegangan Lekat Beton dengan Perpindahan Angkur Besi Polos
Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ................................................................ 70
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ................................................................. 71
Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi
Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm .......................................................... 73
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Angkur Besi
Polos dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm ........................................ 73
Perpanjangan Baja dengan Beban pada Angkur Besi Polos
Diameter 8 mm, Ld = 200 mm ................................................................ 75
Perpanjangan Baja Angkur Polos dan Ulir
Diameter 8 mm, Ld = 200 mm ................................................................. 76
Perpindahan Beton dan Beban dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 78
Tegangan Lekat Beton dengan Perpindahan pada Angkur Besi
Ulir dengan Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ........................................ 79
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 79
Tegangan Lekat Beton dengan Perpindahan Angkur Besi Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 81
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Angkur Besi
Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ..................................... 82
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ............................................................... 84
Tegangan Lekat Beton dan Perpidahan dengan Angkur Besi
Polos Diameter 10 mm, Ld = 150 mm .................................................... 85
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ............................................................... 85
Tegangan Lekat Beton dengan Angkur Besi Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ................................................................ 87
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Angkur Besi
Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ...................................... 88
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 10 mm, Ld = 200 mm ................................................................ 89
Perpanjangan Baja Angkur Polos dan Ulir
Diameter 10 mm, Ld = 200 mm .............................................................. 90
Universitas Sumatera Utara
17
4.28.
4.29.
4.30.
4.31.
4.32.
4.33.
4.34
4.35.
4.36.
4.37.
4.38.
4.39.
4.40.
4.41.
4.42.
4.43.
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 10 mm, Ld = 100 mm ................................................................ 93
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ............................................................. 94
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 94
Kuat Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ............................................................... 96
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Angkur Besi
Polos dan Ulir diameter 13 mm, Ld = 100 mm ....................................... 97
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 13 mm, Ld = 150 mm .............................................................. 99
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ............................................................ 100
Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ............................................................. 100
Tegangan Lekat Beton dengan Baja Angkur Besi Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ............................................................. 102
Perpindahan Beton dan Tegangan Lekat dengan Baja Angkur
Polos dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ................................... 103
Perpanjangan Baja Angkur Besi Polos
Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ............................................................ 105
Beban dan Perpanjangan Baja Angkur Polos dan Ulir
Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ............................................................ 104
Keruntuhan Angkur Polos dan Ulir Terhadap Beban Tarik Menurut
ETAG 001 (anonim1, 1997) ..................................................................... 110
Keruntuhan Yang Terjadi Pada Beton Retak dan Tidak Retak
dengan Kedalaman 100 mm, 150 mm dan 200 mm
Menurut ETAG 001 (anonim1, 1997) ..................................................... 110
Penampang Beton Pecah dari Angkur Tunggal Akibat Beban
Tarik Menurut ETAG 001 (anonim1, 1997) ............................................ 111
Luas Permukaan Beton Runtuh Saat Pengujian Tarik di Laboratorium
Dibandingkan dengan Cara ETAG 001 (anonim1, 1997) ........................ 111
Universitas Sumatera Utara
18
DAFTAR GAMBAR
No
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.
2.14.
2.15.
2.16.
2.17.
2.18.
2.19.
2.20.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
4.1..
4.2.
Judul
Halaman
Diagram Tegangan Regangan Hasil Uji Tarik
(Park dan Paulay,1975) .. ............................................................................. 7
Kuat Lekat Baja pada Beton . ..................................................................... 9
Panjang Penyaluran Baja Tulangan . ....................................................... 14
Tegangan Lekat pada Baja Tulangan Ulir . ............................................ 17
Mekanisme Kerusakan antara Baja Tulangan
dengan Beton . ........................................................................................... 17
Perpindahan Beton dengan Baja Tulangan . ............................................ 19
Bidang Batang yang Mengalami Tegangan Geser ..................................... 22
Grafik Tegangan–Regangan (True Stress dan Normal Stress) . ................ 24
Cast in Place Anchors ............... ................................................................ 25
Expantion Anchors . ................................................................................. 27
Undercut Anchors......................... ............................................................... 27
Jumlah Angkur Bervariasi........... ............................................................... 29
Eksentritas Angkur memikul Beban Tarik ........... ..................................... 30
Luas Penampang Beton Pecah dari Angkur Angkur Akibat Beban
Tarik......... ................................................................................................... 32
Luas Tampang Aktual Ac,N dari Beton Ideal......... ..................................... 33
Besi Beton Polos SNI ................................................................................. 34
Besi Beton Ulir .......................................................................................... 35
Baja Tulangan Beton Sirip Jenis Bambo ........... ........................................ 36
Baja Tulangan Beton Sirip Jenis Tulangan Ikan ........................................ 36
Baja Tulangan Beton Sirip Jenis Sirip Curam ........... ................................ 36
Diagram Alur Penelitian........... .................................................................. 42
Alat Jack Hydraulic unutuk Pembebanan........... ........................................ 45
Dial Gauge Yang Digunakan untuk Deformasi........... ............................... 45
Benda Uji 30 x 30 x 30 cm ........... ............................................................ 47
Sketsa Pengujian Pull Out Test ........... ...................................................... 49
Perpindahan antara Baja Tulangan dan Beton ........... ................................ 50
Grafik antara Pembebanan dan Perpindahan Beton ................................... 52
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 100 mm....... ................. 64
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan
Beton Angkur Besi Polos Diamater 8 mm, Ld = 100 mm......... ................ 65
Universitas Sumatera Utara
19
4.3.
4.4
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
4.16.
4.17.
4.18.
4.19.
4.20.
4.21.
4.22.
4.23.
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton
Angkur Besi Ulir Diameter 8 mm, Ld = 100 mm.... .................................. 66
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 100 mm.... .................. 68
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan pada Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diamaeter 8 mm, Ld = 100 mm.... ... 69
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 150 mm .... ............................ 70
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpimdahan pada Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir dia 8 mm, Ld = 150 mm.................... 72
Grafik Hubungan Antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi dan Ulir Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm.... ................... 74
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm.... ...... 74
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dia 10 mm, Ld = 200 mm.... ....................................... 75
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpanjangan Baja
dengan
Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 200 mm.... ............................... 76
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpanjangan Baja
dengan
Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 100 mm.... ............................... 77
Kurva Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 150 mm.... ............................. 78
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm.... ............................... 80
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm.... ............... 83
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dengan Perpindahan
Beton dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 10 mm,
Ld = 100 mm............................................................................................... 83
Grafik Hubungan antara Beban dan Perindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 150 mm .................... 84
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm................................... 86
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm .................. 88
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dengan Perpindahan
Beton dengan Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 150 mm.... ..... 89
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 200 mm.... ............... 90
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 200 mm .................................. 91
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpanjangan Baja Angkur
Besi
Polos Diameter 10 mm, Ld = 200 mm...................................................... 92
Universitas Sumatera Utara
20
4.24.
4.25.
4.26.
4.27.
4.28.
4.29.
4.30.
4.31.
4.32.
4.33.
4.34.
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm.. ................................. 93
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ................................. 95
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm.... ............. 98
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dengan Perpindahan pada
Beton dengan Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ......... 98
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 150 mm.... ............................. 99
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm.................................. 101
Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 150 mm.. .............. 104
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm,
Ld = 150 mm ........................................................................................... 104
Grafik Hubungan antara Beban dan Perpanjangan Baja dengan
Angkur
Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ............................................ 106
Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 200 mm................... 107
Permukaan Beton Retak Setelah Pengujian ............................................. 107
Universitas Sumatera Utara
21
DAFTAR NOTASI
P
=
gaya tarik keluar
fy
=
tegangan baja leleh
d
=
diameter tulangan baja
Ld
=
panjang penyaluran
= Gaya tarik tulangan
NRk,S
As
=
Luas penampang tulangan
fy = tegangan leleh baja
=
faktor Keamanan Material beton
=
faktor keamanan parsial beton
=
faktor keamanan saat produksi beton
=
faktor keamanan parsial pengetesan beton
fck,cube = kuat desak beton karakteristik kubus 150 x 150 mm (N/mm2)
h ef =
kedalaman efektif baut angkur (mm)
k1
=
7.2. diaplikasikan pada beton yang retak.
k1
=
10.1 diaplikasikan pada beton yang tidak retak.
Ab
=
Luas penampang kubus beton
f ’
=
Kuat desak beton
P maks =
Beban maksimum kubus beton.
Universitas Sumatera Utara
22
∆s
=
Perpanjangan baja.
Lo
=
Jarak penjepitan.
E
=
Modulus elastis.
∆c
=
Perpindahan beton.
∆ = Perpanjangan total baja dan beton.
a = tinggi puncak ulir tulangan (mm)
b = lebar puncak ulir (mm)
c = jarak antara ulir (mm)
db = diameter nominal (mm)
db’ = diameter dalam mm
db” = diameter luar mm
fb = tegangan tumpu permukaan ulir (MPa)
�a = tegangan lekat/kuat lekat disepanjang permukaan baja (MPa)
�c = tegangan lekat/kuat lekat baja tulangan ulir dan beton (MPa)
� = regangan baja (m/m-1)
Fn = gaya normal (N,kN)
∆L = pertambahan panjang baja (mm)
= Tegangan normal (N/mm2)
Universitas Sumatera Utara
23
σT
= tegangan sebenarnya (true stress)
A1 = luas penampang pada saat dibebani
�T
= regangan sebenarnya (true stress)
li
= panjang bahan yang pada saat diberi beban
lo
= panjang awal sebelum dibebani
Universitas Sumatera Utara
24
DAFTAR LAMPIRAN
No
1.
2.
3.
Judul
Halaman
Pengujian Tarik Besi Tulangan .. ............................................117
Pengujian Kuat Tekan Beton . ................................................121
Pengujian dengan Pull Out Test . ............................................124
Universitas Sumatera Utara