Program Eksperimen
BAB III PROGRAM EKSPERIMEN 3.1
UMUM
Kajian eksperimental dalam penelitian ini dilakukan melalui pengujian pada dinding pasangan bata terkekang portal beton bertulang terhadap beban lateral. Variasi benda uji meliputi variasi dimensi elemen portal, detail hubungan balokkolom portal, jenis tulangan elemen portal, pengangkuran antara portal dan bata, dan penambahan balok lintel. Pengujian dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi properties diatas terhadap kekuatan geser portal. Selain pengujian benda uji dinding pasangan bata terkekang, juga dilakukan pengujian paramenter kekuatan material benda uji. Pengujian material yang dilakukan adalah : 1. Uji kuat tekan unit bata 2. Uji tekan mortar 3. Uji geser lekatan bata-mortar 4. Uji tekan beton portal spesimen
3.2
PENGUJIAN MATERIAL ELEMEN DINDING PASANGAN BATA TERKEKANG
3.2.1
Unit Bata
Bata yang digunakan dalam penelitian ini adalah bata yang biasa beredar di pasaran dengan kualitas menengah dari segi harga. Secara umum bata yang biasa digunakan untuk bangunan di Jawa Barat berasal dari daerah Garut dan daerah Nagreg. Dimensi bata yang biasa ditemui di lapangan dan digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel III-1
Dimensi bata merah pejal yang digunakan dalam penelitian
Modul Bata Pengujian
Thesis
tebal 55
Ukuran (mm) lebar panjang 100 205
III-1
Program Eksperimen
Sesuai dengan acuan Standar Industri Indonesia SII.0021-78 dan Eurocode 6, spesimen pengujian kuat tekan unit pasangan bata mengikuti Gambar II-3. Pengujian dan kerusakan benda uji tekan unit bata ditunjukkan pada Gambar III-1.
Gambar III-1
3.2.2
Pengujian tekan unit bata
Mortar
Komposisi campuran mortar yang digunakan dalam spesimen utama adalah 1:5 masing-masing untuk semen dan pasir, ditambah 100% air dari volume semen . Pengujian kuat tekan mortar mengikuti standar yang ditentukan dalam ASTM C109-88 dan juga Eurocode 6, dengan benda uji berupa kubus pejal berdimensi 5cmx5cmx5cm. Pengujian dan kerusakan benda uji tekan mortar dapat dilihat pada gambar-gambar berikut:
Gambar III-2
Thesis
Pengujian tekan mortar
III-2
Program Eksperimen
Gambar III-3
3.2.3
Kerusakan benda uji tekan mortar
Geser Lekatan Antara Bata dan Mortar
Pengujian ini dimaksudkan untuk mengamati karakteristik daya lekat antara unit bata dan mortar saat menerima beban geser. Uji geser lekatan ini dilakukan sesuai dengan Standard Metode Pengujian Kuat Geser Dinding Pasangan Bata Merah di Laoratorium, oleh Departemen Pekerjaan Umum. Pengujian dan kerusakan benda uji geser lekatan bata-mortar dapat dilihat masing-masing pada Gambar III-4 dan Gambar III-5.
Gambar III-4
Thesis
Pengujian geser lekatan bata-mortar
III-3
Program Eksperimen
Gambar III-5
3.2.4
Kerusakan benda uji geser lekatan bata-mortar
Beton
Komposisi campuran beton yang digunakan untuk portal adalah 1:2:3 masingmasing untuk semen, pasir, aggregat, ditambah 100% air dari volume semen. Komposisi ini adalah komposisi yang umum digunakan dan dapat diikuti di lapangan. Kontrol kelecakan beton segar dilakukan melalui tes slump dengan mengambil nilai slump 12-15cm. Nilai slump tersebut diambil agar mudah dalam pengecoran penampang elemen yang relatif kecil namun tidak menurunkan kekuatan dan durabilitas beton oleh segregasi yang berlebihan. Tes slump juga digunakan sebagai kontrol kadar air beton. Pengujian kuat tekan beton mengikuti standar yang ditentukan dalam ASTM C39-94 dengan benda uji berupa silinder pejal berdiameter 15cm dan tinggi silinder 30cm. Pengujian tekan beton dapat dilihat pada Gambar III-6 berikut:
Gambar III-6
Thesis
Pengujian tekan beton
III-4
Program Eksperimen
3.3
PENGUJIAN SPESIMEN DINDING PASANGAN BATA TERKEKANG
3.3.1
Spesimen
Benda uji yang akan diteliti berupa dinding pasangan bata terkekang portal beton bertulang dengan deskripsi seperti pada Tabel III-2 dan Gambar III-7. Pengujian dilakukan pada sepuluh benda uji dengan skala penuh terhadap prototype panel dinding bangunan rumah tinggal sederhana (3m x 3m).
Thesis
III-5
Thesis
A (Tanpa Detail)
B (Benchmark)
C (Balok Kolom 225x100)
D (Angkur Pendek)
E (Gerigi)
F (Angkur Menerus)
G (Balok Lintel)
H (Haunch)
I (Kait tulangan 180˚)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 J (SNI 2847-2002)
Model
No Balok
Utama
Ulir D10 Polos8
Polos8
150 x 150 150 x 150 Polos10 150 x 150 150 x 150
Polos8
Polos8
Polos8
Polos8
Polos8
Polos8
Polos8
150 x 150 150 x 150 Polos10
150 x 150 150 x 150 Polos10
150 x 150 150 x 150 Polos10
150 x 150 150 x 150 Polos10
150 x 150 150 x 150 Polos10
100 x 225 100 x 225 Polos10
150 x 150 150 x 150 Polos10
Polos8
Sengkang
Penyaluran 40D dengan bengkokan Penyaluran 40D dengan bengkokan Penyaluran 40D dengan bengkokan Penyaluran 40D dengan bengkokan Penyaluran 40D dengan bengkokan Penyaluran 40D dengan bengkokan Ujung tulangan ditekuk 180˚ Ujung tulangan ditekuk 180˚ Sistem Rangka Penahan Momen Biasa (SRPMB)
Tanpa penyaluran
Detailling Balok-Kolom
-
-
-
Benchmark berdasarkan IES dan visible di lapangan Luas kolom dan balok sama dengan luas kolom dan balok benchmark Angkur-angkur pendek antara dinding kolom Hubungan gerigi sepanjang balok dan kolom terhadap dinding Dua angkur menerus kolom kanankolom kiri
Kebiasaan konstruksi di masyarakat
Keterangan/Perbedaan Dengan Benchmark
Balok Lintel Balok Lintel 100mm x 90mm Haunch Pojok Haunch pada bagian hubungan balok Portal kolom Ujung tulangan hanya berupa kait 180˚ Sistem Rangka Penahan Momen Biasa (SRPMB) - SNI 2847-2002
-
-
Gerigi dinding-portal
-
-
-
-
Perkuatan Portal
- 2 angkur menerus kolom-kolom 8 Angkur pendek tiap 6 lapis bata 8 - 32cm
Angkur dinding-kolom tiap 6 lapis bata 8, panjang angkur 32cm
-
-
-
Hubungan Dinding-Portal
Deskripsi benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang
Tul. Balok & Kolom
100 x 150 100 x 150 Polos10
Kolom
Dimensi (mm x mm)
Tabel III-2
Program Eksperimen
III-6
Program Eksperimen
MODEL A (Tanpa Detail ) 3000
150 150
2700
Balok 100 x 150
3000 2850
Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
Kolom 150 x 100 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200 2 D13
295
Ø 12 - 125
D13 - 125
400.0 3900
Gambar III-7 (a) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model A (Tanpa Detail)
40 d
MODEL B (Benchmark )
150
3000
150
150
2700
Balok 150 x 150
3000 2850
Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
Kolom 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200 2 D13
295
Ø 12 - 125
D13 - 125
3900
Gambar III-7 (b) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model B (Benchmark)
Thesis
III-7
Program Eksperimen
40 d
MODEL C (Kolom-Balok 225x100) 3150 225
225
225
2700
Balok 150 x 150 3000 2776
Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
Kolom 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200 2 D13
332
Ø 12 - 125
D13 - 125
3900
Gambar III-7 (c) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model C (Kolom-Balok 225x100)
40 d
MODEL D (Angkur Pendek)
3000
150
150
950
150
2700
Balok 150 x 150
900
Ø 8-6layers of brick
3000 2850 1000
Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
320
Kolom 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
2 D13
295
Ø 12 - 125
D13 - 125
3900
Gambar III-7 (d) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model D (Angkur Pendek)
Thesis
III-8
Program Eksperimen
40 d
MODEL E (Gerigi)
3000
150
150
150
2700
Balok 150 x 150
3000 2850
Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
Kolom 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200 2 D13
295
Ø 12 - 125
D13 - 125
3900
Gambar III-7 (e) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model E (Gerigi)
40 d
MODEL F (Angkur Menerus)
3000
150
150
950
150
2700
Balok 150 x 150
Ø8
3000 2850 1000
Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
Kolom 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
900
Ø8
320
2 D13
295
Ø 12 - 125
D13 - 125
3900
Gambar III-7 (f) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model F (Angkur Menerus)
Thesis
III-9
Program Eksperimen
40 d
MODEL G (Balok Lintel )
150
3000
150
740
150
2700
90
Balok 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
3000 2850
40 d
Lintel 100 x 90 2020
Utama : 2 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
Kolom 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200 2 D13
295
Ø 12 - 125
D13 - 125
3900
Gambar III-7 (g) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model G (Balok Lintel)
MODEL H (Haunch) 110 340 150
3000
110 150
150
2700
120 159
Haunch : 2 Ø 10
40 d
70 0
Balok 150 x 150 3000 2850
Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
Kolom 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200 2 D13
295
Ø 12 - 125
D13 - 125
3900
Gambar III-7 (h) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model H (Haunch)
Thesis
III-10
Program Eksperimen
MODEL I (Kait 180°)
150
3000
150
150
2700
Balok 150 x 150
3000 2850
Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200
Kolom 150 x 150 Utama : 4 Ø 10 Sengkang : Ø 8 - 200 2 D13
295
Ø 12 - 125
D13 - 125
3900
150
Gambar III-7 (i) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model I (Kait 180˚)
150 50
6@75
MODEL J (SNI 2847-2002)
50
150
150
6@75
150
2700
216
50
50
Balok 150 x 150
3000 2850
Utama : 4 D 10 Sengkang : Ø 8 - 75 (tump : 500mm) Sengkang : Ø 8 - 150 (lapangan)
Kolom 150 x 150 Utama : 4 D 10 Sengkang : Ø 8 - 75 (tump : 500mm) Sengkang : Ø 8 - 150 (lapangan) 2 D13
295
Ø 12 - 125
Catatan:
D13 - 125
- Tul Utama : Ulir, ditandai "D" 3900
- Sengkang : Polos, ditandai "Ø"
Gambar III-7 (j) Benda uji dinding bata terkekang portal beton bertulang Model J (SNI 2847-2002)
Thesis
III-11
Program Eksperimen
3.3.2
Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji mengikuti tahap-tahap sebagai berikut: 1. Pemotongan dan perakitan tulangan Tulangan yang digunakan adalah tulangan polos 10 untuk tulangan utama, dan 8 untuk tulangan sengkang. Selain itu juga digunakan tulangan ulir D10 untuk tulangan utama model J (sesuai SNI 2847-2002). Detail penulangan portal seperti digambarkan pada Gambar III-7. 2. Pemasangan tulangan portal dan pengecoran pondasi benda uji. 3. Pemasangan dinding bata. 4. Pemasangan instrumentasi pengujian berupa strain gauge. 5. Pengecoran portal. Pelaksanaan pembuatan benda uji dapat dilihat pada gambar-gambar berikut:
a. Perakitan tulangan
b. Pengecoran pondasi
c. Perendaman bata merah
d. Pemasangan bata
Thesis
III-12
Program Eksperimen
e. Rampung pemasangan bata
f. Pemasangan strain gauge
g. Test slum
h. Pengecoran portal
i. Benda uji
j. Benda uji siap uji Gambar III-8
Thesis
Pembuatan benda uji
III-13
Program Eksperimen
3.3.3
Test Setup dan Instrumentasi
Gambar teknis test setup dan setup ditunjukkan masing-masing pada Gambar III-9 dan Gambar III-10. Pada balok dipasang 4 steel rod yang kaku untuk mentransfer gaya tarikan kepada benda uji pada arah yang berlawanan arah dorong hydraulic actuator.
Gambar III-9
Gambar teknis test setup pengujian dinding bata terkekang
Gambar III-10
Thesis
Test setup pengujian dinding bata terkekang
III-14
Program Eksperimen
Pengukuran regangan, perpindahan, dan rotasi pada join dilakukan dengan strain gage dan LVDT. Pemasangan strain gage dan LVDT masing-masing benda uji dapat dilihat pada Gambar III-11.
Actuator S15
S16 S14 S13 S10
S07
S18 S17
S22
S19 S20
S12 S11
S25 S26
S09 S08
S29 S28
S05 S06
S32 S31
S04 S01 S02
S21 S23 S24 S27
S30 S33
S03
S34
S36 S35
Gambar III-11 (a) Instrumentasi strain gauge pada Model A
Actuator S15
S16 S14 S13 S10
S07
S18 S17
S22
S19 S20
S12 S11
S25 S26
S09 S08
S29 S28
S05 S06
S32 S31
S04 S01 S02
S21 S23 S24 S27
S30 S33
S03
S34
S36 S35
Gambar III-11 (b) Instrumentasi strain gauge pada Model B
Thesis
III-15
Program Eksperimen
Actuator S22
S15
S16 S14 S13 S10
S07
S19 S20
S18 S17 S12 S11
S25 S26
S08 S09
S29 S28
S05 S06
S32 S31
S04 S01 S02
S21 S23 S24 S27
S30 S33
S03
S34
S36 S35
Gambar III-11 (c) Instrumentasi strain gauge pada Model C dan E
Actuator S22
S15
S16 S14
S42 S13 S10
S07
S18 S17
S43 S19 S20
S24
S12 S11
S41
S25 S26
S44 S27
S08 S09
S40
S29 S28
S45
S05 S06
S39
S46
S38
S47
S37
S32 S31
S04 S01 S02
S21 S23
S48 S30 S33
S03
S34
S36 S35
Gambar III-11 (d) Instrumentasi strain gauge pada Model D
Thesis
III-16
Program Eksperimen
Actuator S18 S17
S13 950
S22
S15
S16 S14
S10
S12 S11
S43
S41
S44
S42
S45
S20 S19
S27
S29 S28
1000
S40
S38
900
S24
S25 S26
S46
S08 S09
S07
S21 S23
S37
S05 S06
S47
S39
S48 S49
S50
S32 S31
S30
S04
S33
S01 S02
S03
S34
S36 S35
Gambar III-11 (e) Instrumentasi strain gauge pada Model F
Actuator S22
S15
S16 S14
S18 S17
S13 S10 S39 S38
S40
S41
S19 S20 S42
S24 S43
S11 S12 S09 S08
S26 S25 S28 S29
S05 S06
S32 S31
S04 S01 S02
S44
S27 S45
S46
S37
S07
S21 S23
S30 S33
S03
S34
S36 S35
Gambar III-11 (f) Instrumentasi strain gauge pada Model G
Thesis
III-17
Program Eksperimen
Actuator S22
S15
S16 S14 S38 S13
S18 S17 S12 S11
S10
S07
S37
S19 S20 S39
S25 S26
S08 S09
S29 S28
S05 S06
S32 S31
S04 S01 S02
S21 S23 S40 S24 S27
S30 S33
S03
S34
S36 S35
Gambar III-11 (g) Instrumentasi strain gauge pada Model H
Actuator S17&18 S19&20 S13&14 S11&12
S09&10
S15&16
S47 S48
S25&26
S50 S49
S46 S45
S51 S52
S44 S43
S53 S54
S41 S42
S56 S55
S27&28 S29&30
S31&32 S33&34
S07&8 S03&4 S05&6
S23&24 S21&22
S01&2
S37&38
S35&36 S39&40
Gambar III-11 (h) Instrumentasi strain gauge pada Model I
Thesis
III-18
Program Eksperimen
Actuator S09 S10
S08
S28
S11 S12
S13 S29 S14
S07
S05 S27 S26
S06
S15
S16
S30 S31
S32 S33
S25 S24
S23
S17
S04
S03 S22 S01
S21
S02
S19
S34 S18
S20
S35 S36
Gambar III-11 (i) Instrumentasi strain gauge pada Model J
Actuator DT 4 DT 13
DT 14
DT 3 WG 1 DT 2
DT 5
DT 12
DT 10
DT 11 DT 6
DT 9
DT 8
DT 1
DT 7
Gambar III-11 (j) Instrumentasi LVDT pada semua model
Thesis
III-19
Program Eksperimen
3.3.4
Prosedur Pengujian dan Pola Pembebanan
Pengujian lateral siklik dilakukan dengan memberikan beban quasi-static pada bidang dinding (in plane). Beban uji diaplikasikan di balok atas benda uji. Mekanisme pembebanan dilakukan dengan displacement control dimana kontrol perpindahan ditentukan oleh deformasi maksimum yang terukur dari LVDT pada bagian atas benda uji. Pengujian dilakukan hingga reduksi kekuatan benda uji mencapai 50% atau drift 3.5% . Pola pembebanan diaplikasikan mengikuti rekomendasi ACI 374.1-05 yang ditampilkan pada tabel dan gambar berikut: Tabel III-3
Skema pembebanan
Drift (simpangan / tinggi benda uji) 0.025% 0.033% 0.040% 0.050% 0.067% 0.100% 0.133% 0.200% 0.250% 0.350% 0.500% 0.750% 1.000% 1.400% 1.750% 2.200% 2.750% 3.500%
Jumlah Siklus 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
5
150
4 100 3 2 Simpangan (mm)
50
0
0
Drift (%)
1
-1 -50 -2 -3 -100 -4 -150
-5 Siklus
Gambar III-12
Thesis
Grafik skema pembebanan
III-20
Program Eksperimen
3.3.5
Pengujian dan Pengumpulan Data
Data hasil pengujian didapat dari output komputer yang digunakan dalam pengujian. Selain itu juga diambil data berupa dokumentasi pengujian dan gambar retak benda uji. Proses pengujian dan pengumpulan data dapat dilihat pada gambar-gambar berikut:
Gambar III-13
Proses pemberian beban dan pengambilan data digital
Gambar III-14
Thesis
Pengamatan pengujian
III-21
Program Eksperimen
Gambar III-15
Gambar III-16
Thesis
Penomoran retak pada benda uji
Pengambaran retak benda uji
III-22
