PENGUJIAN LENTUR BALOK BETON BERTULANG
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
ISSN : 1858-3709
PENGUJIAN LENTUR BALOK BETON BERTULANG
DENGAN MENGGUNAKAN MODIFIKASI ALAT UJI TEKAN
Oleh :
Riza Aryanti 1) & Zulfira Mirani 2)
1)
2)
Jurusan Teknik Sipil Universitas Andalas
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang
ABSTRACT
Flexural test equipment is commonly found in laboratory. Hence, compressive stress machine or Universal
Testing Machine (UTM) is being modified. So we can conduct the test on flexural test equipment. Reinforced
concrete beam which will be tested is designed beam base on under reinforced condition.
Beam sample is assumed as simple beam and the weight is on the beam axis. To be able to use compressive
stress machine or UTM referring to the needs of model so that modification and setting up are implemented. After
we do the test in under reinforced condition is show that concrete beam has failure after the steel bar yield.
Keywords: reinforced concrete, flexural test equipment under reinforced, compressive stress machine /
universal testing machine (UTM)
tulangan
1. PENDAHULUAN
Beton merupakan material yang masih
mendominasi pemakaian bahan konstruksi. Hal
seimbang.
Tetapi
sulit
membayangkan bentuk keruntuhan yang terjadi
dari ketiga jenis perencanaan tersebut.
inii disebabkan bahan pembuat beton mudah
Untuk itu diperlukan suatu proses yang
dicari dan didapat, lebih murah dan lebih praktis
nyata
dalam pengerjaan serta mampu memikul beban
keruntuhan
yang cukup besar. Disamping itu, beton juga
keruntuhan seimbang ini.
untuk
melihat
tarik,
Dalam
dapat dibentuk sedemikian rupa sehingga
dapat memperindah bentuk suatu bangunan.
sangat
secara
keruntuhan
tulisan
ini
langsung
tekan
akan
dan
dibahas
bagaimana melakukan modifikasi terhadap alat
Balok sebagai elemen struktur yang
uji tekan untuk digunakan pada pengujian lentur
sekarang dijumpai, dalam aplikasi di lapangan
balok beton bertulang, sehingga alat uji tekan
merupakan
yang ada juga dapat dimanfaatkan untuk
elemen
yang
cukup
besar
peranannya dalam memikul beban, terutama
pengujian lentur balok beton bertulang.
untuk memikul beban lentur.
Pada perencanaan lentur balok beton
bertulang,
penampang
balok
dapat
2. MATERI DAN METODA
2.1. Perencanaan Dimensi Balok
Berdasarkan Tata Cara Perhitungan
direncanakan bertulangan kurang, lebih dan
seimbang
yang
keruntuhan
tarik,
akan
mengakibatkan
keruntuhan
tekan
dan
Secara teoritis sangat mudah melihat
dari
ketiga
jenis
perencanaan
tersebut, yaitu hanya dengan membatasi nilai
rasio
tulangan
tarik
03-2847-2002 (tabel 8, hal 63) dengan bentang
balok yang diambil 1 m maka direncanakan
keruntuhan seimbang.
perbedaan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI
terhadap
nilai
rasio
dimensi balok sebagai berikut :
1)
tebal balok (h) :
h≥
L
16
74
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
h≥
ISSN : 1858-3709
Diagram
1000 mm
ini
menyatakan
bahwa
regangan tekan beton dan batas leleh baja
16
h ≥ 62.5 mm
yang disyaratkan tercapai bersamaan.
Ambil h = 150 mm.
2)
2.3. Persyaratan Kekuatan Lentur
lebar balok (b)
1
2
h≤b≤ h
2
3
Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton
1
2
.150 mm ≤ b ≤ .150 mm
2
3
persyaratan kekuatan lentur adalah :
75 mm ≤ b ≤ 100 mm
dimana φ untuk lentur murni adalah 0,8.
Ambil b = 100 mm.
Persyaratan di atas dapat juga dituliskan
untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002,
φMn ≥ Mu ………………………….(1)
Mu ≤ φM n ………………………….(2)
Dengan
persyaratan
perencanaan
Mu ≤ φM n , dapat diselesaikan permasalahan
150 mm
analisa dan perencanaan balok lentur beton
bertulangan tunggal.
100 mm
Batasan Nilai Rasio Tulangan Minimum
Gambar 1. Penampang balok
Pertambahan tegangan baja tiba-tiba
dapat mengakibatkan baja mendadak putus.
2.2. Perencanaan Tulangan
Pada
Gambar
2
Untuk
berturut-turut
mencegahnya,
penampang
beton
disajikan sebuah penampang melintang beton
bertulang yang dibebani lentur harus diberi
dengan
sejumlah tulangan minimum tertentu. Ini dapat
tulangan
lentur
tunggal,
diagram
dinyatakan dengan “nilai
regangan dan diagram tegangan. Diagram
regangan tersebut berdasarkan ∈' cu = 0,3% dan
tegangan tarik baja ∈y =
fy
Es
rasio tulangan
minimum” ρ min .
.
∈' cu
b
0,85f' c
a = β1c
c
Cc
d h
d-
As
∈y = f y /E s
(a)
(b)
1
a
2
Cs
fy
(c)
(d)
Gambar 2. Penampang, diagram regangan dan tegangan dalam keadaan seimbang
75
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
Nilai rasio tulangan minimum ini harus
ISSN : 1858-3709
(mencapai Mu). Atau dengan kata lain baja
dipilih sedemikian rupa sehingga, terdapat
leleh
perbedaan yang kecil antara momen lentur
Keruntuhan tarik ini disebut juga keruntuhan
yang dapat ditahan oleh penampang yang tak
“balanced”.
retak dan momen lentur yang dapat ditahan
ρ min
menurut
Tata
Cara
Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan
Gedung SNI 03-2847-2002 adalah :
ρ min =
Pada
dengan
perencanaan
beton
hancur.
tulangan
lentur
balok beton bertulang, keruntuhan seimbang ini
oleh penampang yang retak.
Nilai
bersamaan
1,4
……………………………(3)
fy
terjadi bila :
ρ = ρ b …………………………………(5)
• Keruntuhan Tekan
Keruntuhan tekan adalah keruntuhan
yang terjadi akibat beton hancur terlebih dahulu
2.3.1. Jenis Keruntuhan Lentur berdasarkan
Rasio Tulangan
Menurut
Tata
Cara
Perhitungan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI
03-2847-2002, pada perencanaan lentur balok
Mu)
(mencapai
sebelum
tegangan
baja
mencapai fy. Atau dengan kata lain beton
hancur sebelum baja leleh. Keruntuhan tekan
ini disebut juga keruntuhan “over reinforced”.
Pada
perencanaan
tulangan
lentur
beton bertulang, ada tiga jenis keruntuhan yang
balok beton bertulang, keruntuhan tekan ini
dapat terjadi, yaitu keruntuhan tarik, keruntuhan
terjadi bila :
seimbang dan keruntuhan tekan.
• Keruntuhan Tarik
2.2. PEMODELAN BENDA UJI
Keruntuhan tarik adalah keruntuhan
yang
terjadi
akibat
ρ > ρ b ………………………………..(6)
tegangan
baja
telah
mencapai fy terlebih dahulu sebelum beton
hancur (mencapai Mu). Atau dengan kata lain
baja leleh terlebih dahulu sebelum beton
Benda uji dimodelkan sebagai balok
sederhana
dua
tumpuan
dengan
beban
terpusat di tengah bentang seperti Gambar 3.
Benda uji direncanakan terhadap balok yang
mengalami keruntuhan tarik.
hancur. Keruntuhan tarik ini disebut juga
P
keruntuhan “under reinforced”.
Pada
perencanaan
tulangan
lentur
balok beton bertulang, keruntuhan tarik ini
terjadi bila :
ρ < ρ b …………………………………(4)
Pada
perencanaan
lentur
L/2
Gambar 3. Model Benda Uji
bertulang, jenis keruntuhan tarik ini dipilih
supaya tidak terjadi keruntuhan yang tiba-tiba.
seimbang
Tulangan Lentur Balok
• Tulangan Lentur Balok untuk Keruntuhan
• Keruntuhan Seimbang
Keruntuhan
L/2
beton
adalah
keruntuhan terjadi akibat tegangan baja telah
mencapai fy bersamaan dengan beton hancur
Tarik
Persyaratan kekuatan lentur adalah :
φMn ≥ Mu ………………………..(7)
76
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
dimana φ untuk lentur murni adalah 0,8.
Batasan nilai rasio tulangan minimum adalah :
ρ min =
ρ min =
1,4
fy
2.3. PELAKSANAAN EKSPERIMENTAL
A min = ρ min bd
A min = 78,7455mm
Campuran
2
kesetimbangan
menurut Gambar 2.d, diperoleh persamaan
untuk menghitung besarnya momen nominal
β ⎞
⎛
Mn = A s .fy .⎜ d − c. 1 ⎟ ………....……(8)
2⎠
⎝
dengan :
……………..……(9)
telah ditetapkan untuk mendapatkan komposisi
komponen
(unsur)
beton
basah
dengan
ketentuan kekuatan tekan karakteristik dan
mutu beton f’c = 15 MPa.
2.3.2. Pembuatan Benda Uji :
• Pembuatan Bekisting
Bekisting dibuat sesuai dengan pemodelan
benda uji, yaitu dimensi balok 100 mm x 150
78,7455.240
c=
(0,85.15.1 00.0,85)
mm dengan panjang bentang balok 1 m.
• Pelaksanaan Campuran Beton
c = 17,438
• Pembuatan Benda Uji Balok
Sehingga,
0,85 ⎞
⎛
Mn = 78,7455.240.⎜135 − 17,438.
⎟
2 ⎠
⎝
Mn = 2,34375 kNm
Mu ≤ φM n
direncanakan
slump rencana. Pada eksperimen ini digunakan
penampang seperti persamaan berikut :
persyaratan
beton
sedemikian rupa berdasarkan standar yang
persamaan
Dari
2.3.1. Persiapan Pengujian
Perencanaan Campuran Beton
A min = 0,005833 .100.135
(0,85.f' c .b.β1 )
Pu = 7,5kN
keruntuhan tarik.
Luas tulangan minimum (As min) yang diambil :
c=
1,878.4
1
modifikasi alat hanya akan dilakukan terhadap
1,4
240
A s .f y
Pu =
Karena keterbatasan alat di Laboratorium maka
ρ min = 0,005833
Dari
ISSN : 1858-3709
kekuatan
Setelah campuran beton disiapkan maka
campuran beton tadi dituangkan ke cetakan
balok yang telah disiapkan.
lentur,
Mu ≤ 0,8.2,3475
Mu ≤ 1,878
Besarnya Momen ultimit yang menentukan
untuk balok sederhana dengan beban terpusat
sebesar Pu adalah :
Mu =
PuL
…………………..………..(10)
4
Sehingga,
Pu =
Mu 4
L
Gambar 4. Pembuatan Benda Uji Balok
77
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
ISSN : 1858-3709
Campuran dituangkan 1/3 bagian pertama,
Untuk dapat menggunakan alat Uji Tekan
kemudian ditusuk-tusuk agar tidak terjadi
Beton UTM sesuai keperluan model (seperti
pemisahan agregat (segregasi). Kemudian
Gambar 3) maka dilakukan modifikasi dan
dituangkan lagi 1/3 bagian kedua dan di
penyesuaian seperlunya, seperti yang terlihat
tusuk-tusuk. Lalu dituangkan 1/3 bagian
di Gambar 6.
terakhir
dan
ditusuk-tusuk.
Kemudian
permukaan balok tersebut diratakan.
2.3.3. Pengujian
• Uji Kuat Tekan Beton
Setelah beton berumur 28 hari, dilakukan uji
kuat tekan terhadap benda uji silinder dan
benda
uji
kubus
yang
telah
di
buat.
Peralatan yang digunakan adalah Alat Uji
Tekan
Beton
UTM
(Universal
Testing
Machine).
• Pengujian Keruntuhan Tarik pada Balok
Lentur
Sesuai
dengan
pemodelan
pengujian
yang
bisa
pengujian
keruntuhan
benda
dilakukan
tarik.
Gambar 5. Modifikasi Alat Tekan
uji,
adalah
Alat
yang
digunakan adalah Alat Uji Tekan Beton UTM
(Universal Testing Machine).
Baja I tebal 7 cm
Baja I tebal 7 cm
Beton bertulang
P
Gambar 6. Model Modifikasi Alat Tekan
Balok disusun sesuai dengan model modifikasi
adalah
seperti Gambar 5. Tongkat piston bagian
memanjang untuk menahan kedua perletakan
bawah alat tekan yang bergerak berfungsi
terhadap bagian atas alat UTM.
sebagai
beban
terpusat
P.
Perletakan
baja
Setelah
profil
balok
I
yang
beton
ditempatkan
ditempatkan,
sederhana terdiri atas dua potongan pendek
kemudian alat UTM dihidupkan, beban tekan
baja profil I tebal 7 cm. Dan sebagai landasan
bergerak dari 0 kN sampai beton hancur.
78
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
ISSN : 1858-3709
Bacaan beban dapat dilihat pada Dial Gauge.
dengan kata lain, kelelehan baja terjadi pada
Ketika beton hancur, jarum tidak bergerak naik
saat beban lebih kecil dari 25 kN tersebut.
Dari hasil yang tertera pada tabel di
lagi, maka didapat nilai beban pada saat beton
atas, kuat tekan beton hasil pengujian sesuai
hancur.
dengan kuat tekan beton rencana, yaitu f’c = 15
3. HASIL PENGUJIAN DAN DISKUSI
• Hasil Uji Kuat Tekan Beton
MPa.
Hasil uji kuat tekan beton pada benda
uji silinder dan kubus dapat dilihat pada Tabel
1. berikut.
Tabel 1. Hasil Uji Kuat Tekan Beton
No
Benda Uji
Luas
Bidang
Tekan (A)
1
Silinder 1
2
Silinder 2
3
4
Beban
(P)
Tegangan
(P/A)
(mm2)
(N)
(Mpa)
17662.5
250000
14.15
17662.5
275000
15.57
Kubus 1
22500
410000
15.12
Kubus 2
22500
420000
15.49
f'c
15.09
• Hasil Pengujian Keruntuhan Tarik pada
Balok Lentur
Data yang diperoleh pada pengujian
tekan balok lentur dapat dilihat pada Tabel 2.
Gambar 7. Keadaan balok pada saat beban
7,5 kN
berikut.
Tabel 2. Hasil Uji Tekan Balok
No.
1
2
Keterangan
Beban (P)
(kN)
25
30
Retak Pertama
Beton Hancur
Keruntuhan tarik ditandai oleh lelehnya
baja terlebih dahulu baru beton hancur. Pada
perhitungan perencanaan, baja leleh pada saat
beban 7,5 kN.
Pada pengamatan secara
visual, tidak terlihat kapan persisnya baja
mengalami leleh. Pada pengamatan pengujian
pada saat beban 7,5 kN, tidak terlihat adanya
retak
dan
perubahan
lainnya.
Dari
hasil
pengujian didapat retak pertama terjadi pada
beban 25 kN. Dapat dikatakan bahwa pada
pengujian ini baja mengalami leleh terlebih
dahulu, baru kemudian beton hancur. Atau
Gambar 8. Balok saat beban 25 kN (Retak
Pertama)
79
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
ISSN : 1858-3709
beton terjadi pada saat beban 25 kN, ini berarti
baja sudah mengalami leleh pada saat beban
dibawah
25
kN.
perhitungan
Sementara
perencanaan
dari
hasil
pada
kondisi
keruntuhan tarik didapat leleh pertama terjadi
pada saat beban 7,5 kN.
4.2 Saran
Penelitian ini dapat dilakukan lebih teliti
dengan memasang strain gauge pada baja
tulangan yang dihubungkan ke data logger (alat
pembacaan
gambaran
Gambar 9. Tahapan Retak Balok Selanjutnya
regangan)
kapan
sehingga
terjadi
leleh
didapat
baja
yang
sebenarnya.
DAFTAR PUSTAKA
1.
___________, “Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung
SNI 03-2847-2002”, BSN, 2002.
2.
Dipohusodo, Istimawan, “Struktur Beton
Bertulang
berdasarkan
SK-SNI
T-15-
1991-03, Departemen Pekerjaan Umum
RI”, PT. Gramedia Jakarta, 1999.
3.
Ferguson, P. M., “Dasar-dasar Beton
Bertulang”, Erlangga, Jakarta, 1986.
4.
Kusuma,
G.,
Vis
Perencanaan
berdasarkan
SK
WC,
“Dasar-dasar
Beton
Bertulang
SNI
T-15-1991-03”,
Erlangga, Jakarta, 1997.
Gambar 10. Balok pada saat beton hancur
5.
Kusuma,
G.,
Kole
P.,
“Pedoman
Pengerjaan Beton berdasarkan SK SNI T15-1991-03”, Erlangga, Jakarta, 1997
4. PENUTUP
6.
4.1 Kesimpulan
Dengan modifikasi alat uji tekan, maka
bisa dilakukan uji letur balok beton bertulang
Wang, Chu-Kia & Salmon, C.G., “Desain
Beton
bertulang”, Erlangga, Jakarta, 1993.
dengan model benda uji balok sederhana. Pada
uji beton yang dilakukan, dengan kondisi
keruntuhan tarik
terlihat bahwa retak pertama
80
ISSN : 1858-3709
PENGUJIAN LENTUR BALOK BETON BERTULANG
DENGAN MENGGUNAKAN MODIFIKASI ALAT UJI TEKAN
Oleh :
Riza Aryanti 1) & Zulfira Mirani 2)
1)
2)
Jurusan Teknik Sipil Universitas Andalas
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang
ABSTRACT
Flexural test equipment is commonly found in laboratory. Hence, compressive stress machine or Universal
Testing Machine (UTM) is being modified. So we can conduct the test on flexural test equipment. Reinforced
concrete beam which will be tested is designed beam base on under reinforced condition.
Beam sample is assumed as simple beam and the weight is on the beam axis. To be able to use compressive
stress machine or UTM referring to the needs of model so that modification and setting up are implemented. After
we do the test in under reinforced condition is show that concrete beam has failure after the steel bar yield.
Keywords: reinforced concrete, flexural test equipment under reinforced, compressive stress machine /
universal testing machine (UTM)
tulangan
1. PENDAHULUAN
Beton merupakan material yang masih
mendominasi pemakaian bahan konstruksi. Hal
seimbang.
Tetapi
sulit
membayangkan bentuk keruntuhan yang terjadi
dari ketiga jenis perencanaan tersebut.
inii disebabkan bahan pembuat beton mudah
Untuk itu diperlukan suatu proses yang
dicari dan didapat, lebih murah dan lebih praktis
nyata
dalam pengerjaan serta mampu memikul beban
keruntuhan
yang cukup besar. Disamping itu, beton juga
keruntuhan seimbang ini.
untuk
melihat
tarik,
Dalam
dapat dibentuk sedemikian rupa sehingga
dapat memperindah bentuk suatu bangunan.
sangat
secara
keruntuhan
tulisan
ini
langsung
tekan
akan
dan
dibahas
bagaimana melakukan modifikasi terhadap alat
Balok sebagai elemen struktur yang
uji tekan untuk digunakan pada pengujian lentur
sekarang dijumpai, dalam aplikasi di lapangan
balok beton bertulang, sehingga alat uji tekan
merupakan
yang ada juga dapat dimanfaatkan untuk
elemen
yang
cukup
besar
peranannya dalam memikul beban, terutama
pengujian lentur balok beton bertulang.
untuk memikul beban lentur.
Pada perencanaan lentur balok beton
bertulang,
penampang
balok
dapat
2. MATERI DAN METODA
2.1. Perencanaan Dimensi Balok
Berdasarkan Tata Cara Perhitungan
direncanakan bertulangan kurang, lebih dan
seimbang
yang
keruntuhan
tarik,
akan
mengakibatkan
keruntuhan
tekan
dan
Secara teoritis sangat mudah melihat
dari
ketiga
jenis
perencanaan
tersebut, yaitu hanya dengan membatasi nilai
rasio
tulangan
tarik
03-2847-2002 (tabel 8, hal 63) dengan bentang
balok yang diambil 1 m maka direncanakan
keruntuhan seimbang.
perbedaan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI
terhadap
nilai
rasio
dimensi balok sebagai berikut :
1)
tebal balok (h) :
h≥
L
16
74
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
h≥
ISSN : 1858-3709
Diagram
1000 mm
ini
menyatakan
bahwa
regangan tekan beton dan batas leleh baja
16
h ≥ 62.5 mm
yang disyaratkan tercapai bersamaan.
Ambil h = 150 mm.
2)
2.3. Persyaratan Kekuatan Lentur
lebar balok (b)
1
2
h≤b≤ h
2
3
Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton
1
2
.150 mm ≤ b ≤ .150 mm
2
3
persyaratan kekuatan lentur adalah :
75 mm ≤ b ≤ 100 mm
dimana φ untuk lentur murni adalah 0,8.
Ambil b = 100 mm.
Persyaratan di atas dapat juga dituliskan
untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002,
φMn ≥ Mu ………………………….(1)
Mu ≤ φM n ………………………….(2)
Dengan
persyaratan
perencanaan
Mu ≤ φM n , dapat diselesaikan permasalahan
150 mm
analisa dan perencanaan balok lentur beton
bertulangan tunggal.
100 mm
Batasan Nilai Rasio Tulangan Minimum
Gambar 1. Penampang balok
Pertambahan tegangan baja tiba-tiba
dapat mengakibatkan baja mendadak putus.
2.2. Perencanaan Tulangan
Pada
Gambar
2
Untuk
berturut-turut
mencegahnya,
penampang
beton
disajikan sebuah penampang melintang beton
bertulang yang dibebani lentur harus diberi
dengan
sejumlah tulangan minimum tertentu. Ini dapat
tulangan
lentur
tunggal,
diagram
dinyatakan dengan “nilai
regangan dan diagram tegangan. Diagram
regangan tersebut berdasarkan ∈' cu = 0,3% dan
tegangan tarik baja ∈y =
fy
Es
rasio tulangan
minimum” ρ min .
.
∈' cu
b
0,85f' c
a = β1c
c
Cc
d h
d-
As
∈y = f y /E s
(a)
(b)
1
a
2
Cs
fy
(c)
(d)
Gambar 2. Penampang, diagram regangan dan tegangan dalam keadaan seimbang
75
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
Nilai rasio tulangan minimum ini harus
ISSN : 1858-3709
(mencapai Mu). Atau dengan kata lain baja
dipilih sedemikian rupa sehingga, terdapat
leleh
perbedaan yang kecil antara momen lentur
Keruntuhan tarik ini disebut juga keruntuhan
yang dapat ditahan oleh penampang yang tak
“balanced”.
retak dan momen lentur yang dapat ditahan
ρ min
menurut
Tata
Cara
Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan
Gedung SNI 03-2847-2002 adalah :
ρ min =
Pada
dengan
perencanaan
beton
hancur.
tulangan
lentur
balok beton bertulang, keruntuhan seimbang ini
oleh penampang yang retak.
Nilai
bersamaan
1,4
……………………………(3)
fy
terjadi bila :
ρ = ρ b …………………………………(5)
• Keruntuhan Tekan
Keruntuhan tekan adalah keruntuhan
yang terjadi akibat beton hancur terlebih dahulu
2.3.1. Jenis Keruntuhan Lentur berdasarkan
Rasio Tulangan
Menurut
Tata
Cara
Perhitungan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI
03-2847-2002, pada perencanaan lentur balok
Mu)
(mencapai
sebelum
tegangan
baja
mencapai fy. Atau dengan kata lain beton
hancur sebelum baja leleh. Keruntuhan tekan
ini disebut juga keruntuhan “over reinforced”.
Pada
perencanaan
tulangan
lentur
beton bertulang, ada tiga jenis keruntuhan yang
balok beton bertulang, keruntuhan tekan ini
dapat terjadi, yaitu keruntuhan tarik, keruntuhan
terjadi bila :
seimbang dan keruntuhan tekan.
• Keruntuhan Tarik
2.2. PEMODELAN BENDA UJI
Keruntuhan tarik adalah keruntuhan
yang
terjadi
akibat
ρ > ρ b ………………………………..(6)
tegangan
baja
telah
mencapai fy terlebih dahulu sebelum beton
hancur (mencapai Mu). Atau dengan kata lain
baja leleh terlebih dahulu sebelum beton
Benda uji dimodelkan sebagai balok
sederhana
dua
tumpuan
dengan
beban
terpusat di tengah bentang seperti Gambar 3.
Benda uji direncanakan terhadap balok yang
mengalami keruntuhan tarik.
hancur. Keruntuhan tarik ini disebut juga
P
keruntuhan “under reinforced”.
Pada
perencanaan
tulangan
lentur
balok beton bertulang, keruntuhan tarik ini
terjadi bila :
ρ < ρ b …………………………………(4)
Pada
perencanaan
lentur
L/2
Gambar 3. Model Benda Uji
bertulang, jenis keruntuhan tarik ini dipilih
supaya tidak terjadi keruntuhan yang tiba-tiba.
seimbang
Tulangan Lentur Balok
• Tulangan Lentur Balok untuk Keruntuhan
• Keruntuhan Seimbang
Keruntuhan
L/2
beton
adalah
keruntuhan terjadi akibat tegangan baja telah
mencapai fy bersamaan dengan beton hancur
Tarik
Persyaratan kekuatan lentur adalah :
φMn ≥ Mu ………………………..(7)
76
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
dimana φ untuk lentur murni adalah 0,8.
Batasan nilai rasio tulangan minimum adalah :
ρ min =
ρ min =
1,4
fy
2.3. PELAKSANAAN EKSPERIMENTAL
A min = ρ min bd
A min = 78,7455mm
Campuran
2
kesetimbangan
menurut Gambar 2.d, diperoleh persamaan
untuk menghitung besarnya momen nominal
β ⎞
⎛
Mn = A s .fy .⎜ d − c. 1 ⎟ ………....……(8)
2⎠
⎝
dengan :
……………..……(9)
telah ditetapkan untuk mendapatkan komposisi
komponen
(unsur)
beton
basah
dengan
ketentuan kekuatan tekan karakteristik dan
mutu beton f’c = 15 MPa.
2.3.2. Pembuatan Benda Uji :
• Pembuatan Bekisting
Bekisting dibuat sesuai dengan pemodelan
benda uji, yaitu dimensi balok 100 mm x 150
78,7455.240
c=
(0,85.15.1 00.0,85)
mm dengan panjang bentang balok 1 m.
• Pelaksanaan Campuran Beton
c = 17,438
• Pembuatan Benda Uji Balok
Sehingga,
0,85 ⎞
⎛
Mn = 78,7455.240.⎜135 − 17,438.
⎟
2 ⎠
⎝
Mn = 2,34375 kNm
Mu ≤ φM n
direncanakan
slump rencana. Pada eksperimen ini digunakan
penampang seperti persamaan berikut :
persyaratan
beton
sedemikian rupa berdasarkan standar yang
persamaan
Dari
2.3.1. Persiapan Pengujian
Perencanaan Campuran Beton
A min = 0,005833 .100.135
(0,85.f' c .b.β1 )
Pu = 7,5kN
keruntuhan tarik.
Luas tulangan minimum (As min) yang diambil :
c=
1,878.4
1
modifikasi alat hanya akan dilakukan terhadap
1,4
240
A s .f y
Pu =
Karena keterbatasan alat di Laboratorium maka
ρ min = 0,005833
Dari
ISSN : 1858-3709
kekuatan
Setelah campuran beton disiapkan maka
campuran beton tadi dituangkan ke cetakan
balok yang telah disiapkan.
lentur,
Mu ≤ 0,8.2,3475
Mu ≤ 1,878
Besarnya Momen ultimit yang menentukan
untuk balok sederhana dengan beban terpusat
sebesar Pu adalah :
Mu =
PuL
…………………..………..(10)
4
Sehingga,
Pu =
Mu 4
L
Gambar 4. Pembuatan Benda Uji Balok
77
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
ISSN : 1858-3709
Campuran dituangkan 1/3 bagian pertama,
Untuk dapat menggunakan alat Uji Tekan
kemudian ditusuk-tusuk agar tidak terjadi
Beton UTM sesuai keperluan model (seperti
pemisahan agregat (segregasi). Kemudian
Gambar 3) maka dilakukan modifikasi dan
dituangkan lagi 1/3 bagian kedua dan di
penyesuaian seperlunya, seperti yang terlihat
tusuk-tusuk. Lalu dituangkan 1/3 bagian
di Gambar 6.
terakhir
dan
ditusuk-tusuk.
Kemudian
permukaan balok tersebut diratakan.
2.3.3. Pengujian
• Uji Kuat Tekan Beton
Setelah beton berumur 28 hari, dilakukan uji
kuat tekan terhadap benda uji silinder dan
benda
uji
kubus
yang
telah
di
buat.
Peralatan yang digunakan adalah Alat Uji
Tekan
Beton
UTM
(Universal
Testing
Machine).
• Pengujian Keruntuhan Tarik pada Balok
Lentur
Sesuai
dengan
pemodelan
pengujian
yang
bisa
pengujian
keruntuhan
benda
dilakukan
tarik.
Gambar 5. Modifikasi Alat Tekan
uji,
adalah
Alat
yang
digunakan adalah Alat Uji Tekan Beton UTM
(Universal Testing Machine).
Baja I tebal 7 cm
Baja I tebal 7 cm
Beton bertulang
P
Gambar 6. Model Modifikasi Alat Tekan
Balok disusun sesuai dengan model modifikasi
adalah
seperti Gambar 5. Tongkat piston bagian
memanjang untuk menahan kedua perletakan
bawah alat tekan yang bergerak berfungsi
terhadap bagian atas alat UTM.
sebagai
beban
terpusat
P.
Perletakan
baja
Setelah
profil
balok
I
yang
beton
ditempatkan
ditempatkan,
sederhana terdiri atas dua potongan pendek
kemudian alat UTM dihidupkan, beban tekan
baja profil I tebal 7 cm. Dan sebagai landasan
bergerak dari 0 kN sampai beton hancur.
78
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
ISSN : 1858-3709
Bacaan beban dapat dilihat pada Dial Gauge.
dengan kata lain, kelelehan baja terjadi pada
Ketika beton hancur, jarum tidak bergerak naik
saat beban lebih kecil dari 25 kN tersebut.
Dari hasil yang tertera pada tabel di
lagi, maka didapat nilai beban pada saat beton
atas, kuat tekan beton hasil pengujian sesuai
hancur.
dengan kuat tekan beton rencana, yaitu f’c = 15
3. HASIL PENGUJIAN DAN DISKUSI
• Hasil Uji Kuat Tekan Beton
MPa.
Hasil uji kuat tekan beton pada benda
uji silinder dan kubus dapat dilihat pada Tabel
1. berikut.
Tabel 1. Hasil Uji Kuat Tekan Beton
No
Benda Uji
Luas
Bidang
Tekan (A)
1
Silinder 1
2
Silinder 2
3
4
Beban
(P)
Tegangan
(P/A)
(mm2)
(N)
(Mpa)
17662.5
250000
14.15
17662.5
275000
15.57
Kubus 1
22500
410000
15.12
Kubus 2
22500
420000
15.49
f'c
15.09
• Hasil Pengujian Keruntuhan Tarik pada
Balok Lentur
Data yang diperoleh pada pengujian
tekan balok lentur dapat dilihat pada Tabel 2.
Gambar 7. Keadaan balok pada saat beban
7,5 kN
berikut.
Tabel 2. Hasil Uji Tekan Balok
No.
1
2
Keterangan
Beban (P)
(kN)
25
30
Retak Pertama
Beton Hancur
Keruntuhan tarik ditandai oleh lelehnya
baja terlebih dahulu baru beton hancur. Pada
perhitungan perencanaan, baja leleh pada saat
beban 7,5 kN.
Pada pengamatan secara
visual, tidak terlihat kapan persisnya baja
mengalami leleh. Pada pengamatan pengujian
pada saat beban 7,5 kN, tidak terlihat adanya
retak
dan
perubahan
lainnya.
Dari
hasil
pengujian didapat retak pertama terjadi pada
beban 25 kN. Dapat dikatakan bahwa pada
pengujian ini baja mengalami leleh terlebih
dahulu, baru kemudian beton hancur. Atau
Gambar 8. Balok saat beban 25 kN (Retak
Pertama)
79
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 3, Nomor 2, Maret 2008
ISSN : 1858-3709
beton terjadi pada saat beban 25 kN, ini berarti
baja sudah mengalami leleh pada saat beban
dibawah
25
kN.
perhitungan
Sementara
perencanaan
dari
hasil
pada
kondisi
keruntuhan tarik didapat leleh pertama terjadi
pada saat beban 7,5 kN.
4.2 Saran
Penelitian ini dapat dilakukan lebih teliti
dengan memasang strain gauge pada baja
tulangan yang dihubungkan ke data logger (alat
pembacaan
gambaran
Gambar 9. Tahapan Retak Balok Selanjutnya
regangan)
kapan
sehingga
terjadi
leleh
didapat
baja
yang
sebenarnya.
DAFTAR PUSTAKA
1.
___________, “Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung
SNI 03-2847-2002”, BSN, 2002.
2.
Dipohusodo, Istimawan, “Struktur Beton
Bertulang
berdasarkan
SK-SNI
T-15-
1991-03, Departemen Pekerjaan Umum
RI”, PT. Gramedia Jakarta, 1999.
3.
Ferguson, P. M., “Dasar-dasar Beton
Bertulang”, Erlangga, Jakarta, 1986.
4.
Kusuma,
G.,
Vis
Perencanaan
berdasarkan
SK
WC,
“Dasar-dasar
Beton
Bertulang
SNI
T-15-1991-03”,
Erlangga, Jakarta, 1997.
Gambar 10. Balok pada saat beton hancur
5.
Kusuma,
G.,
Kole
P.,
“Pedoman
Pengerjaan Beton berdasarkan SK SNI T15-1991-03”, Erlangga, Jakarta, 1997
4. PENUTUP
6.
4.1 Kesimpulan
Dengan modifikasi alat uji tekan, maka
bisa dilakukan uji letur balok beton bertulang
Wang, Chu-Kia & Salmon, C.G., “Desain
Beton
bertulang”, Erlangga, Jakarta, 1993.
dengan model benda uji balok sederhana. Pada
uji beton yang dilakukan, dengan kondisi
keruntuhan tarik
terlihat bahwa retak pertama
80