TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON BERTULANGAN RANGKA BAJA TULANGAN DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL. Tugas Akhir

TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON BERTULANGAN RANGKA BAJA TULANGAN DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil

disusun oleh : DAVID MAHENDRA NIM : D 100 070 010

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016

LEMBAR PERSETUJUAN

ii

iii

Motto

Keberhasilan yang engkau raih Ditentukan oleh dirimu dan takdir Allat SWT

Terkadang rencana yang Allah buat sulit untuk dimengerti Namun pada akhirnya kita selalu mendapatkan hikmah dibaliknya “Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalatmu Sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar” (Al-Baqarah: 153) “Allah mencintai orang yang bekerja apabila bekerja maka ia selalu memperbaiki prestasi kerja” ( H.R. Tabrani )

"Tidaklah ada pemberian dari orang tua kepada anaknya yang lebih utama daripada budi pekerti yang baik” (HR. Tirmidzi) “Barang siapa merasa letih di malam hari karena berkerja, maka di malam itu ia diampuni”. (H.R. Ahmad )

iv

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan untuk :  Allah S.W.T.  Bapak Sukardi dan Ibu Siti Aisyah  Saudaraku Ivan J.K. , Dewi dan Nisa  Bapak Ibu dosen pembimbing TA dan bapak ibu dosen pengajar Teknik sipil UMS  Teman-teman Sipil terutama angkatan 2007  Teman – teman kost  Teman – teman nongkrong  Teman – teman olah raga

Special thanks to :  Allah S.W.T atas semua limpahan karuniaNya dapat terselesaikan Tugas Akhir ini  Bapak dan ibu ku terima kasih atas doa, dukungan dan semua kasih sayang yang telah kalian berikan padaku  Saudara - saudaraku terima kasih atas dukungan yang kalian berikan selama ini  “my special someone” Tika dan sekeluarganya terimakasih atas doa, semangat dan motifasinya  Bapak dan ibu dosen pembimbing yang telah memberikan masukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini  Teman-teman seperjuanganku yang telah membantu dalam penyelesaian laporan ini, o Bambang, Aconk, Prianto, Damar, Lek Thong, Gentur, Sadono, Bayu, Erik makasih buat bantuannya selama praktikum

v

o Mas joko, dan kawan-kawan yang memberi bimbingan selama di laboraturium o Semua teman-teman sipil angkatan 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 dukungan kalian sangat berarti untukku

vi

PRAKATA ‫ﻪﺕﺎﮔﺭﺒﻮﷲﺍﺔﻣﺤﺮﻮﻢﮑﻴﻟﻋﻢﻼﺳﻠﺍ‬

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir dengan judul : Tinjauan Kuat Geser Balok Beton Bertulangan Rangka Baja Tulangan Dengan Variasi Jarak Tulangan Vertikal. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai syarat untuk mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil. Penyusunan Tugas Akhir ini didasarkan dari pelaksanaan penelitian di Laboratorium Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan bimbingan dari teknisi laboratorium serta bimbingan dosen pembimbing, oleh karenanya dalam kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Suwardi, M.T., selaku Pembimbing Akademik 2. Bapak Basuki, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I. 3. Budi Setiawan, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II. 4. Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Dosen Penguji 5. Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 6. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 7. Ibu Yenny Nur Chasanah, S.T., M.T. selaku Sekretaris Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 8. Pimpinan dan staf Laboratorium Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 9. Ayah, ibu,kakak dan adikku yang selalu melimpahkan kasih sayang, doa restu dan dorongan, baik moril maupun materil dalam menyusun laporan ini.

vii

10. Teman-teman di Program Studi Teknik Sipil pada umumnya dan angkatan 2007 pada khususnya yang telah memberikan bantuan dan semangat pada penyusun. 11. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah membantu terselesainya laporan ini. Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan hati, saran dan kritik yang membangun sangat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang. ‫ﻪﺕﺎﮐﺮﺑﻮﷲﺍﺔﻤﺣﺮﻮﻡﻜﻳﺎﻋﻢﻼﺳﻠﺍﻮ‬

Surakarta, April 2016

Penyusun

viii

DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................... ii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ....................................................iii MOTTO ................................................................................................................ iv PERSEMBAHAN ................................................................................................... v PRAKATA ............................................................................................................ vii DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR............................................................................................. xii DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xv DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi ABSTRAKSI ....................................................................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 A. Latar Belakang Masalah ................................................................... 1 B. Rumusan Masalah ............................................................................. 1 C. Tujuan Penelitian ............................................................................... 1 D. Manfaat Penelitian ............................................................................. 2 E.

Batasan Masalah ................................................................................ 2

F.

Keaslian Penelitian ............................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. .......................................................................... 4 A. Pengertian Beton ............................................................................... 4 B. Bahan Penyusun Beton ...................................................................... 4 1. Semen (portland) tipe 1. .............................................................. 5 2. Agregat. ....................................................................................... 6 1). Agregat halus ......................................................................... 6 2). Agegat kasar ........................................................................... 6 3. Air . . ............................................................................................ 7 C. Baja Tulangan ...................................................................................... 7 D. Penjelasan Mengenai Sengkang atau Begel........................................... 8

ix

E.

Faktor – factor yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton,Kuat Tarik Baja dan Kuat Geser Balok ................................................................ 9

BAB III LANDASAN TEORI ............................................................................. 11 A. Umum .... ........................................................................................... 11 B. Bahan Penyusun Beton....................................................................... 11 1.

Semen portland ......................................................................... 11

2.

Air ........................................................................................... 12

3.

Agregat .................................................................................... 12 a. Persyaratan agregat halus .................................................... 13 b. Persyaratan agregat kasar ................................................... 13

4.

Baja tulangan ............................................................................ 14

C. Rencana Campuran Adukan Beton ................................................... 14 D. Pengujian Kuat Tarik Baja ............................................................... 18 E. Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................................ 19 F. Kuat Geser Beton ............................................................................. 20 G. Perencanaan Penulangan Geser ........................................................ 21 BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 23 A. Umum . ........................................................................................... 23 B.

Bahan Dan Peralatan Penelitian ....................................................... 23 1.

Bahan penelitian ........................................................................ 23

2.

Peralatan penelitian ................................................................... 25

C. Tahapan Penelitian ........................................................................... 33 D. Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 36 1.

Pemeriksaan bahan .................................................................... 36 1). Pemeriksaan kualitas agragat halus .................................... 36 2). Pemeriksaan kualitas agregat kasar .................................... 39

2.

Perhitungan rencana campuran beton ........................................ 41

3.

Pengujian kuat tarik baja tulangan ............................................. 42

4.

Pembuatan benda uji ................................................................. 43

5.

Pengujian slump ........................................................................ 44

6.

Perawatan (perendaman) benda uji ............................................ 45

x

7.

Pengujian kuat tekan beton........................................................ 45

8.

Pengujian kuat geser beton ........................................................ 46

9.

Variabel penelitian .................................................................... 46

E. Analisis Data ................................................................................. 53 BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 54 A. Hasil Pengujian Bahan .................................................................... 54 1.

Hasil pemeriksaan agregat halus (pasir) ..................................... 54

2.

Hasil pemeriksaan agregat kasar ................................................ 55

B. Pengujian slump .............................................................................. 55 C. Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja ...................................................... 56 D. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ................................................... 58 E. Analitis Pengujian Kuat Geser Balok ............................................... 59 F. Penggunaan Bahan Tulangan Balok Beton ........................................ 69 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 73 A. Kesimpulan ..................................................................................... 73 B. Saran .... ........................................................................................... 74 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar II.1.

Skema pengujian kuat geser balok beton ................................... 10

Gambar III.1.

Skema pengujian kuat tarik baja ................................................ 18

Gambar III.2.

Skema pengujian kuat tekan beton ............................................ 19

Gambar III.3.

Tegangan pada balok terlentur .................................................. 20

Gambar III.4.

Retak miring pada balok beton bertulang .................................. 21

Gambar IV.1.

Semen Portland merk Gresik .................................................... 23

Gambar IV.2.

Agregat halus............................................................................ 24

Gambar IV.3.

Agregat kasar............................................................................ 24

Gambar IV.4.

Baja tulangan ............................................................................ 25

Gambar IV.5.

Oven ......................................................................................... 26

Gambar IV.6.

Timbangan ............................................................................... 26

Gambar IV.7.

Ayakan standart ....................................................................... 27

Gambar IV.8.

Penggetar ayakan ...................................................................... 27

Gambar IV.9.

Kerucut conus........................................................................... 28

Gambar IV.10. Mesin uji Los Angeles ............................................................... 28 Gambar IV.11. Gelas ukur ................................................................................ 29 Gambar IV.12. Cetakan silinder ........................................................................ 29 Gambar IV.13. Bekisting balok ......................................................................... 30 Gambar IV.14. Molen ....................................................................................... 30 Gambar IV.15. Kerucut Abram’s ...................................................................... 31 Gambar IV.16. Bak perendaman benda uji ........................................................ 31 Gambar IV.17. Mesin uji kuat tekan ................................................................. 32 Gambar IV.18. Mesin uji kuat geser .................................................................. 32 Gambar IV.19. Mesin uji kuat tarik ................................................................... 33 Gambar IV.20. Peralatan penunjang lain ........................................................... 33 Gambar IV.21. Bagan alir penelitian ................................................................. 34 Gambar IV.22.23.24. Sket Gambar Balok Beton Rangka .................................. 47 Gambar IV.25.26.27. Sket Gambar Balok Beton Biasa ..................................... 50

xii

Gambar V.1.

Pengujian kuat tarik besi tulangan ø 6 mm dengan panjang 30 cm………..…………………………………………………56

Gambar V.2.

Grafik pengujian kuat tarik baja dengan kode sampel BJ63 yang di dapatkan dari Balai Besar Latihan Kerja Industri (BBLKAI) ................................................................................. 57

Gambar V.3.

Grafik pengujian kuat tarik baja dengan kode sampel BJ64 yang di dapatkan dari Balai Besar Latihan Kerja Industri (BBLKAI) ................................................................................. 57

Gambar V.4.

Foto Pengujian Kuat Tekan Benda Uji ...................................... 58

Gambar V.5.

Perbandingan kuat tekan benda uji silinder 1 dengan silinder 2 ................................................................................... 59

Gambar V.6.

Grafik perbandingan nilai kuat geser antara sengkang konvensonal dengan sengkang variasi ....................................... 68

Gambar V.7.

Grafik presentase hubungan kuat geser tulangan konvensonal dan tulangan variasi dengan spasi sengkang .................................... 69

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel II.1.

Komponen bahan baku semen type 1 ............................................. 5

Tabel III.1.

Nilai deviasi standar ................................................................... 15

Tabel III.2.

Hubungan faktor air semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton pada umur 28 hari........................................................................ 15

Tabel III.3.

Faktor air semen maksimum ........................................................ 16

Tabel III.4.

Nilai slump .................................................................................. 16

Tabel III.5.

Ukuran maksimum agregat .......................................................... 17

Tabel III.6.

Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slump dan ukuran maksimum agregat ...................................................................... 17

Tabel III.7.

Perkiraan kebutuhan agregat kasar per m3 beton, berdasarkan ukuran maksimum agregat dan modulus halus pasir ..................... 17

Tabel V.1.

Hasil pemeriksaan agregat halus .................................................. 54

Tabel V.2.

Hasil pemeriksaan agregat kasar .................................................. 55

Tabel V.3.

Hasil pengujian nilai slump dengan fas 0,60................................. 56

Tabel V.4.

Hasil pengujian kuat tarik baja diameter 6 mm............................. 57

Tabel V.5.

Hasil pengujian dan perhitungan kuat tekan beton........................ 58

Tabel V.6.

Nilai beban geser maksimal tulangan sengkang ........................... 67

Tabel V.7.

Nilai kuat geser maksimal tulangan sengkang................................67

Tabel V.8.

Hasil perbandingan Vs,kekuatan sengkang konvensional dengan sengkang variasi .......................................................................... 68

Tabel V.9.

Perbandingan efisien bahan tulangan beton bertulang model tulangan rangka besi tulangan dengan balok beton bertulang biasa ........................................................................................... 72

xiv

DAFTAR NOTASI

A

= Luas penampang benda uji (mm²)

b

= lebar balok rata-rata pada penampang runtuh, (mm).

h

= tinggi balok rata-rata pada penampang runtuh,( mm).

D

= diameter benda uji (cm)

fc’

= Kuat tekan benda uji (MPa).

f’cr

= Kuat tekan rencana (MPa).

fmaks

= Tegangan maksimal baja (MPa).

fy

= Tegangan leleh (MPa).

K

= Kadar lumpur yang terkandung didalam pasir (%)

l

= panjang bentang diantara kedua balok tumpuan, (mm).

L

= Jarak antar tumpuan (cm).

m

= Nilai margin (MPa).

Vc

= Kuat geser beton (N).

Vu

= Beban geser terfaktor (N).

Vs

= Kuat geser nominal yang dapat disediakan oleh tulangan geser (N).

Vn

= Kuat geser ideal atau nominal (N)

P

= Beban maksimum yang mengakibatkan keruntuhan balok uji (kN).

Pleleh

= Beban maksimal leleh baja (N).

Pmaks

= Beban tarik putus baja (N).

q

= Berat sendiri balok beton, (kN/m)

V

= Volume beton (m3)

v

= Tegangan geser (N).

W

= Berat beton (Kg).

Φ

= Faktor reduksi kuat geser

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I

: Pemeriksaan agregat halus ............................................... .L-1-5

Lampiran II

: Pemeriksaan agegat kasar ................................................. .L-6-9

Lampiran III

: Data hasil pengujian slum ................................................. .L-10

Lampiran IV

: Pengujian kuat tekan beton............................................... .L-11

Lampiran V

: Data kuat tarik baja ........................................................ .L-12

Lampiran VI

: Data hasil pengujian kuat geser balok beton ..................... .L-13-14

Lampiran VII

: Perbandingan efisien bahan tulangan .............................. .L-15

Lampiran VIV : Lembar konsultasi ........................................................... .L-16

xvi

ABSTRAKSI

TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON BERTULANGAN RANGKA BAJA TULANGAN DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL Balok beton bertulang adalah salah satu bagian kontruksi bangunan gedung yang kekuatannya tergantung pada mutu beton serta penulangan baja di dalamnya. Pada umumnya penulangan balok beton terdiri dari tulangan lentur dan tulangan geser. Tulangan lentur dipasang secara horizontal dari sumbu balok dan berfungsi menahan beban momen lentur, sedangkan tulangan geser atau begel dipasang secara melintang terhadap sumbu balok beton dan berfungsi sebagai penahan beban gaya geser. Balok beton menggunakan begel model rangka pada dasarnya sama dengan balok beton menggunakan begel biasa perbedaan diantara keduanya adalah balok beton menggunakan begel rangka ada penambah tulangan miring antara tulangan vertical yang berfungsi secara structural. Sebuah pemikiran yang kreatif untuk melakukan penelitian ini sehingga memberikan kontribusi yang positif terhadap kekuatan balok beton bertulang sehingga akan lebih bermanfaat untuk penelitian kedepannya. Penelitian ini memodifikasi bentuk tulangan geser pada umumnya menjadi tulangan rangka yang diikat menggunakan kawat bendrat pada tulangan longitudinal dengan bentuk menyerupai rangka baja dan selanjutnya dilakukan pengujian geser pada balok bertulang tersebut dan hasilnya dibandingkan dengan kuat geser balok beton menggunakan begel biasa. Penelitian ini menggunakan beton dengan kuat rencana 20 MPa, benda uji balok beton bertulang berukuran lebar 10 cm dengan tinggi 20 cm serta panjang 60 cm. Tulangan geser menggunakan diameter 6 mm. Pengujian dilakukan antara lain ; uji kuat tekan beton, uji kualitas kuat susun beton, serta uji kuat geser balok beton bertulang. Pengujian kuat geser balok beton bertulang harus dipastikan keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan geser dan bukan keruntuhan lentur. Hasil pengujian yang didapatkan menunjukkan ada peningkatan kuat geser pada balok beton menggunakan begel model rangka dibandingkan balok beton menggunakan begel biasa. Peningkatan yang terjadi berkisar (30,25 – 186,49,12) %. Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini, menunjukkan bahwa balok beton menggunakan begel model rangka memberikan manfaat positif dan dapat dikembangkan lebih lanjut agar bisa lebih bermanfaat lagi.

Kata Kunci : balok beton, begel rangka, besi tulangan, kuat geser

xvii

ABSTRACTION

REVIEW OF STRONG SHEAR BEAM BERTULANGAN CONCRETE REINFORCING STEEL FRAME WITH VARIATION OF REINFORCING THE VERTICAL DISTANCE Reinforced concrete beams is one part of building construction whose strength depends on the quality of concrete and steel reinforcement inside. In general reinforcement concrete beam consisting of flexural and shear reinforcement. Flexural mounted horizontally on the beam axis and serves to hold the load bending moments, shear or begel while mounted transversely to the axis of concrete beams and serves as a load-bearing shear force. Begel concrete beams using the model order is basically the same with concrete blocks using ordinary begel difference between them is the use of concrete beams begel no additional reinforcement frame skew between the vertical reinforcement structural functioning. A little creative thinking to do this research so as to provide a positive contribution to the strength of reinforced concrete beams that will be more beneficial for future research. This study modifies the form of shear reinforcement in general to be reinforcement frame fastened using wire bendrat the longitudinal reinforcement with a shape resembling a steel frame and slide further testing on reinforced beams and the results compared with the shear strength of concrete blocks using ordinary begel. This research use with strong concrete plan of 20 MPa, reinforced concrete beam specimen measuring 10 cm wide by 20 cm high and 60 cm long. Shear using a diameter of 6 mm. Tests performed, among others; concrete compressive strength test, test robust quality concrete apartment blocks, as well as the shear strength test of reinforced concrete beams. Testing shear strength of reinforced concrete beams must be ensured that the collapse occurred is not shear failure and flexural failure. The test results obtained show no increase in shear strength on concrete beams using models begel order than ordinary concrete beam using begel. Recent gains in the range (30.25 - 186,49,12)%. Based on the results obtained from this study showed that the concrete blocks using models begel order to provide positive benefits and can be developed further in order to work even harder Keywords : concrete blocks , begel frame , steel reinforcement , shear strengt

xviii