Penerapan Bambu Sebagai Tulangan Dalam Struktur Rangka Batang Beton Bertulang

Penerapan Bambu Sebagai Tulangan Dalam Struktur Rangka Batang Beton Bertulang Tedy Wonlele1) , Sri Murni Dewi 2) , Siti Nurlina3) 1) Dosen Politeknik Negeri Kupang Jl. Adisucipto Penfui Kupang, PO BOX 139 Nusa Tenggara Timur E-mail: [email protected] 2,3) Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jl. MT. Haryono 167, Malang 651

ABSTRAK Penerapan bambu sebagai tulangan dalam beton bertulang berangkat dari kenyataan akan kekuatan tarik bambu yang besar, merupakan material yang dapat diperbaharui dan ramah lingkungan sedangkan baja merupakan bahan tambang yang tidak dapat diperbaharui sehingga keberadaanya akan habis. Rangka atap bangunan sederhana merupakan salah satu jenis struktur yang dapat menggunakan beton bertulang bambu. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengetahui kapasitas beban runtuh rangka batang beton bertulang bambu, (2) Megetahui perilaku keruntuhan rangka batang beton bertulang bambu, (3) Mengetahui pengaruh variasi ketinggian batang vertikal terhadap kapasitas beban runtuh dan pola keruntuhan beton bertulang bambu, (4) Mengetahui tegangan-tegangan yang bekerja pada elemen-elemen struktur rangka batang beton bertulang bambu. Penelitian ini menggunakan 6 buah benda uji rangka batang beton bertulang bambu, dimana 3 buah RB-100 dan 3 buah RB-80. Dimensi seluruh benda uji adalah panjang 240 cm dan dimensi penampang 8 x 8 kecuali tinggi 100 cm untuk RB-100 dan 80 cm untuk RB 80. Kesemuanya diuji dengan memberikan beban terpusat pada 3 buah titik simpul sejarak 60 cm, 120 cm dan 240 cm dari perletakan. Berdasarkan analisi hasil pengujian dapat ditarik kesimpulan: (1) RB-100 mampu memikul beban total lebih besar dari RB-8 namun variasi ketinggian RB-100 dan RB-80 tidak memberikan perbedaan beban maksimum yang signitifikan dimana nilai-nilai beban dianalisis dengan statistic yang memberikan penolakan a = 5%, (2) Keruntuhan awal yang terjadi pada struktur rangka batang beton bertulang bambu adalah keruntuhan tarik yang diperlihatkan dengan pola retak yang tegak lurus batang tarik horizontal namun keruntuhan seluruh struktur disebabkan karena keruntuhan titik buhul perletakan akibat pengaruh gaya geser dan gaya tekan , (3) Tegangan-tegangan pada RB-100 lebih besar dari tegangan-tegangn RB-80, (4) Rangka batang beton bertulang bambu cukup berpotensi untuk menggantikan rangka batang kayu Kata kunci: Rangka batang, beton, bambu

Pendahuluan Dalam banyak bangunan, penggunakan material beton dan baja memegang peranan yang sangat penting. Beton adalah material mutu tinggi dengan kemampuan menahan api dan gempa bumi pada bangunan. Namun demikian beton mempunyai kekurangan yaitu kekuatan tarik yang kecil. Oleh karena itu, perlu tulangan untuk menahan gaya tarik untuk memikul beban-beban yang berkerja pada beton. Baja adalah meterial yang terbaik untuk menggantikan kekuatan tarik yang kecil dari beton. Pada struktur bangunan-bangunan bertingkat tinggi, penggunaan baja atau beton bertulang masih belum tergantikan

akan tetapi untuk bangunan-bagunan tidak bertingkat atau bertingkat rendah terdapat banyak material-material yang telah digunakan, salah satu diantarnya adalah bambu. Bambu umumnya digunakan sebagai struktur bangunan misalnya pada struktur bangunan tradisional ataupun jembatan akan tetapi banyak peneliti telah mencoba menerapkan bambu sebagai tulangan dalam beton bertulang untuk manggantikan kuat tarik beton yang kecil. Penelitian-penelitian ini berangkat dari dari kenyataan akan kekuatan tarik bambu yang besar dan kenyataan bahwa baja merupakan bahan tambang yang tidak dapat diperbaharui, sehingga keberadaannya suatu saat akan habis.

JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 7, No.1 – 2013 ISSN 1978 - 5658

1

Bambu mempunyai pertumbuhan yang sangat cepat. Jenis tertentu dari bambu bahkan dapat tumbuh 5 cm per jam atau 120 cm per hari. Berbeda dengan kayu yang baru siap di tebang dengan kualitas baik setelah umur 40-50 tahun bambu dengan kualitas baik dapat diperoleh dalam umur 3 -- 5 tahun. Beberapa aspek positif dari bambu adalah ringan,kuat, ulet, rata, keras, mudah dikerjakan, flexibilitas yang lebih baik, dan berbentuk dinding tipis yang di bagi menjadi ruas-ruas yang memeberikan kekuatan besar sehingga baik untuk dijadikan bahan konstruksi. Kebutuhan energi untuk memproduksi 1 m3 per unit tegangan dalam praktek untuk material yang biasanya digunakan dalam konstruksi sipil, seperti baja dan beton telah dibandingkan dengan bambu. Ditemukan bahwa untuk baja membutuhkan 50 kali energy lebih banyak dari bambu. Kekuatan tarik dari bambu adalah reltive tinggi dan dapat mencapai 370 MPa. Ini membuat bambu menjadi subuah alternative pengganti baja dalam aplikasi beban tarik. Ini adalah sebuah fakta bahwa rasio tegangan tarik terhadap berat spesifik bambu adalah 6 kali lebih besar dari baja. (Ghavami, 2000) Bambu sebagai tulangan beton bertulang telah banyak di teliti diantaranya adalah oleh Khare (2005) yang meneliti balok beton bertulang bambu dan menyimpulkan bahwa bambu sangat potensial digunakan untuk menggantikan tulangan baja. Ghavami (2000), yang meneliti tentang kolom beton bertulang bambu dan menyimpulkan secara umum bahwa 3% persen tulangan bambu yang di treatment dengan Sikadur-32 Gel akan memberikan hasil yang bagus seperti tulangan baja konvensinal dalam beton normal. Walaupun berpotensi digunakan sebagai material bangunan, bambu juga memiliki kelemahan seperti mudah

terbakar, terlalu lentur, berlubang dan tidak awet. Dengan menggunakan bambu sebagai tulangan beton selain dapat mengurangi biaya bangunan dan memakai material yang ramah lingkungan juga dengan bambu yang tercover oleh lapisan beton maka akan mengurangi salah satu kekurangan bambu yaitu mudah terbakar. Pada penelitian ini memfokuskan pada penerapan bambu sebagai tulangan pada struktur rangka beton bertulang. Perumusan masalah (1) Apakah struktur rangka beton bertulang bambu mampu manahan beban seperti pada rangka batang kayu? (2) Bagaimana perilaku model/keruntuhan rangka batang beton bertulang dengan bambu sebagai tulangan? (3) Berapa besar tegangantegangan yang bekerja pada struktur rangka batang beton bertulang bambu? Tujuan dari penelitian ini adalah (1) Mengetahui kapasitas beban runtuh rangka batang beton bertulang bambu.(2) Megetahui perilaku keruntuhan rangka batang beton bertulang bambu, (3) Mengetahui pengaruh variasi ketinggian batang vertical terhadap kapasitas beban runtuh dan pola keruntuhan beton bertulang bambu, (4) Mengetahui tegangan-tegangan yang bekerja pada elemen-elemen struktur rangka batang. Tinjauan pustaka Rangka batang adalah susunan elemen-elemen linier yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga, sehingga membentuk rangka yang tidak dapat berubah bentuk apabila di beri beban eksternal tanpa adanya perubahan bentuk pada satu atau lebih batangnya. Setiap elemen tersebut secara khas dianggap tergabung pada titik hubung sendi (Scodek 1995). Rangka batang sederhana yang menggunakan batang relative sedikit seringkali di jumpai pada atap. Prinsip utama yang mendasari penggunaan rangka batang sebagai struktur pemikul beban


2

adalah penyusunan elemen menjadi konfigurasi segitiga hingga menjadi bentuk stabil. Beban external pada rangka batang adalah beban terpusat dan di anggap bekerja pada titik simpul atau sendi. Efek beban eksternal ini menyebabkan keadaan tarik murni atau tekan murni pada setiap batang.

Gambar 1. Beban rangka batang

Karakteristik beton Kuat tekan f’c ditentukan dengan silinder standar berukuran 6 in x 12 in (diameter 150 mm dan tinggi 300 mm untuk SNI) yang di rawat di bawah kondisi standar laboratorium dan dibebani pada kecepatan pembebanan tertentu, pada umur 28 hari. Kuat tarik beton menggunakan rumus: f’cr = 0,5 ′ …………..(1) Modulus elastisitas beton normal menggunakan rumus: Ec = 4700 ′ (dalam MPa) .……….(2) Asumsi-asumsi dalam perencanaan rangka batang beton bertulag bambu adalah seperti pada beton bertulangan baja yaitu: Regangan pada baja dan beton berbanding lurus dengan jaraknya dari sumbu netral. Regangan pada serat beton terluar ec adalah 0,003. Tegangan yang terjadi pada baja fs dibawah kuat leleh yang ditentukan fy untuk mutu tulangan yang digunakan adalah fs = Es . es dan untuk tegangan fs ¥ fy maka tegangan maksimum di tepakan sama dengan tegangan lelehnya. Kuat tarik beton diabaikan.

Bila diaplikasikan beton bertulang bambu maka anggapan-anggapan untuk beton adalah sama sedangkan untuk bambu tegangan leleh baja fy diidealisasikan menjadi tegangan tarik bambu dan dinyatakan sebagai fbambu. Analisis Batang Beton Bertulang Dengan Beban Axial Tekan Murni Kapasitas beban sentries maksimum adalah P 0 dapat dinyatakan sebagai: P0=0,85 f’c(Ag – Ast) + (Ast . fy)……..( 3) Rumus (3) diidealisasikan untuk tulangan bambu maka akan di dapatkan: P0 = 0,85 f’c(Ag – Abambu) + (Abambu . ftk bambu)................................(4) Dimana: Ag = Luas penampang bruto beton f’c = Kuat tekan beton Abambu = Luas penampang bambu ftk bambu = Kuat tekan bambu Rumus (4) adalah kondisi dimana beton telah mencapai kekuatan maksimum. Untuk mencari tegangan tekan yang bekerja pada elemen beton menggunakan rumus: stk = …………………………( 5) Dengan: Aekv = An +

Abambu……………….(6)

Dimana: stk = Tegangan tekan P = Gaya tekan pada rangka batang Aekv = Luas ekivalen = Elastisitas bambu Eb Ec = Elastisitas beton

elemen

Analisis Batang Beton Bertulang Dengan Beban Axial Tarik Murni Pada perencanaan tarik beton bertulan umumnya beban tarik diabaikan karena kuat tarik beton yang kecil akan tetapi pada nilai beban yang kecil sebelum terjadinya retak beton maka kekuatan tarik ditahan oleh beton dan baja sehingga


3

kapasitas beban tarik maksimum dengan memperhitungkan kuat tarik beton adalah: P0 = 0,85 f’cr(Ag – Ast) + (Ast . fy)................................(7) Rumus (7) diidealisasikan untuk tulangan bambu maka akan di dapatkan: P0 = 0,85 f’cr(Ag – Abambu) + (Abambu . ftr bambu)...........................(8) Dimana: Ag = Luas penampang bruto beton f’cr = Kuat tarik beton Abambu = Luas penampang bambu ftr bambu = Kuat tarik bambu Tegangan tarik pada saat beton masih dalam kondisi elastis menggunakan rumus: str=

……………………………....(9)

Sedangkan setelah tegangan tarik maksimum telah dilampaui maka gaya tarik hanya di tahan oleh tulangan bambu sehingga besarnya tegangan tarik adalah: str =

………………………..(10)

Karakteristik Bambu Kuat tarik bambu menggunakan rumus: sult = ………………………(11) Dimana: sult = kuat tarik ultimate dalam MPa Fult = Beban maksimum pada saat runtuh dalam N A = Luas potongan melintang Metodologi penelitian Penelitian ini adalah penelititian eksperiment di laboratorium. Sedangkan analisis yang dilakukan adalah analisis data hasil pengujian dan analisis teoritis. Penelitian ini menggunakan 6 buah benda uji dimana 3 buah mewakili kelompok RB-100 dan 3 buah mewakili

kelompok RB-80. Dimensi benda uji kelompok RB-80 adalah rangka batang panjang 240 cm, tinggi 80 cm dengan dimensi penampang 8 x 8 cm dan dimensi benda uji untuk kelompok RB-100 adalah rangka batang panjang 240 cm, tinggi 100 cm dengan dimensi penampang 8 x 8 cm (RB - 100). Kuat tekan beton yang dituju 22,5 MPa. Campuran beton menggunakan mix desin khusus dengan perbandingan berat PC:Pasir:Kerikil = 392:887:887. Bambu yang digunakan adalah bambu jenis Ori. Untuk mengatasi kembang susut yang terjadi pada bambu maka bambu dilapisai dengan lapisan kedap air. Lapisan kedap air ini menggunakan cat kayu. Sesaat setelah bambu di cat maka permukaan bambu ditaburu pasir halus untuk memberikan daya lekat dengan beton. Pengujian benda uji setelah berumus 28 hari. Pengujian dilakukan dengan memberi beban terpusat pada benda uji rangka batang pada 3 buah titik simpul. 3 buah dial gauge dipasang pada 3 titik untuk membaca lendutan yang terjadi. Untuk tegangan pada rangka batang dengan memasang alat ukur regangan strain gauge pada 2 titik pada rangka batang dan pada masing-masing titik dipasang strain gauge pada bambu dan beton. Selama proses pengujian dilakukan pencatatan nilai beban dan deformsai yang terjadi. Variabel terikat pada penelitian ini adalah gaya vertikal P, lendutan (∆), pola retak dan jenis keruntuhan sedangkan variabel bebas adalah tinggi rangka batang. Hasil dan pembahasan Pengujian yang dilakukan pada rangka batang RB-100 , RB-80 memberikan hasil analisis seperti yang ditampilkan pada gambar dan tabel berikut.


4

4Ñ1x1

Ø5-10 8

A

6 8

1

1

Potongan A - A

A

80

A 2Ñ1x2

2Ñ1x2

Ø5-10

A

60

60

60

60

240

Gambar 2. Penulangan rangka batang RB-80

4Ñ1x1

Ø5-10 8

1

A

6 8

1

Potongan A - A

100 A

A 40°

2D1x2

2D1x2

60

A

Ø5-10

60

60

60

240

Gambar 3. Penulangan rangka batang RB-100

Gambar 4. Benda uji RB-100 dan RB-80


5

100C PADA TITIK BUHUL 1 GRAFIK P - ∆ RB-100, RB-100B DAN RB-100C

80B DAN GRAFIK P - ∆ RB-80A, RB-80B RB-80C PADA TITIK BUHUL 1

8000

7000

7000

6000 5000

5000 4000 3000 2000

RB-100A

1000

RB-100B

0

Beban (P) - kg

Beban (P) - kg

6000 4000 3000 2000

0

2

4

6

8

10

RB-80B

1000

RB-100C

RB-80A

0

RERATA TTK 1

Lendutan (∆) - mm

0

2

4

6

8

10

RB-80C

12

RERATA TTK 1

Lendutan (∆) - mm

GRAFIK P - ∆ RB-100A, RB-100B, RB-100C 100C PADA TITIK BUHUL 3

GRAFIK P - ∆ RB-100A, RB-100B DAN RB-100C 100C PADA TITIK BUHUL 2

7000

8000

6000

7000

5000

6000 Beban (P) - kg

Beban (P) - kg

8000

4000 3000 2000

5000 4000 3000 2000

RB100B

1000

RB-100A 1000 RB-100B

0

0 0

2

4

6

8

10

0

RB100c

2

4

8

10

RB-100C

12

RERATA TTK 2

Lendutan (∆) - mm

Lendutan (∆) - mm

GRAFIK P - ∆ RB-80A, RB-80B 80B DAN RB-80C 80C PADA TITIK BUHUL2

GRAFIK P - ∆ RB-80A, RB-80B 80B DAN RB-80C PADA TITIK BUHUL 3

7000

7000

6000

6000

5000

5000 Beban (P) - kg

Beban (P) - kg

6

4000 3000 2000

4000 3000 2000

RB-80A

RB-80A 1000

1000

RB-80B

RB-80B 0

0

RB-80C

RB-80C 0

2

4

6

8

10

0

12

2

4

6

8

10

RERATA TTK 3

RERATA TTK 2 Lendutan (∆) - mm

Lendutan (∆) - mm

Gambar 5. Grafik Beban-Lendutan Lendutan RB-100

Gambar 6. Grafik Beban-Lendutan Lendutan RB-80 RB

T Tabel 1. Lendutan maksimum rangka batang Lendutan (∆) Maximum (mm) Jarak Benda dari Uji

Rangka batang RB-100

Rangka batang RB-80 RB

Titik 1

Titik 2

Titik 3

Titik 1

Titik 2

Titik 3

perletakan

A

20

8,94

9,73

5,73

8,32

11,00

9,77

B

120

9,89

10,12

7,70

10,33

11,62

12,62

C

180

8,71

12

8,73

6,52

8,49

9,81

Rata-rata

9,18

10,617

7,387

8,39

10,37

10,733


6

Tabel 2. Beban maksimum rangka batang Beban (P) Maximum (kg) Benda Uji RB-100 RB

A

B

C

5044

6864

6500

Benda Uji RB-80 A

B

4368

P max rata-rata rata = 6136

6500

5564

P max rata-rata rata = 5477

GRAFIK s-e e BAMBU DAN BETON RB-100 100 BATANG TARIK (AC)

GRAFIK s-e e BAMBU DAN BETON RB-100 100 BATANG TEKAN (AD) 80

8

70

7

60

6 5 4 BETON

3 2

Tegangan (s) - MPa

9

50 40 30

BAMBU

20 BETON

10

BAMBU

1

0

0 0 0

0,0001

0,0002

0,0003

0,0004

0,0005

0,001

0,0015

0,002

0,0025

0,0005 Regangan (e) - mm

Regangan (e) - mm

(a)

(b)

Gambar 7. 7 Grafik Tegangan-Regangan RB-100 GRAFIK s-e e BAMBU DAN BETON RB-80 80 BATANG TARIK (AC)

GRAFIK s - e BAMBU DAN BETON RB-80 80 BATANG TEKAN (AC)

9 8

120

7 100 6 5 4 3

BETON

2 BAMBU

1

Tegangan (s) - MPa

Tegangan (s) - MPa

Tegangan (s) - MPa

C

80 60 BAMBU

40

BETON

20

0 0 0

0,00002 0,00004 0,00006 0,00008

0,0001

0,00012 0,00014 -0,001

Regangan (e) - mm

0

0,001

0,002

0,003

0,004

Regangan (e) - mm

(a)

(b)

Gambar 8. 8 Grafik Tegangan-Regangan RB-80

(a) Gambar 9. Pola retak RB-100 RB

(b) Gambar 10. Pola retak RB-80 RB


7

(a)

(b)

(a) Gambar 9 (lanjutan). Pola retak RB-100

(b) Gambar 10. Pola retak RB-80

Tabel 3. Perbandingan hasil perhitungan teoritis dan hasil eksperimen Ket.

RB-100 Pendekatan Teoritis

RB-80

Hasil Uji

Pendekatan Teoritis

Hasil Uji

BetonBambu

Kayu E10 kelas A

BetonBambu

d/b

d/c

BetonBambu

Kayu E10 kelas A

BetonBambu

i/g

i/h

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

(i)

(j)

(k)

P total (kg)

11208

10919,2

6136

0,547

0,5619

8995,3

7423,5

5447

0,605

0,7337

Lemdutan di titik 1 (mm)

1,395

0,296

9,18

6,580

31,013

1,696

0,265

8,39

4,946

31,660

Lendutan di titik 2 (mm)

1,442

0,335

10,617

7,362

31,692

1,720

0,295

10,37

6,029

35,152

Lendutani di titik 3 (mm)

1,395

0,296

7,387

5,295

24,956

1,696

0,265

10,733

6,328

40,501

Lendutan Tekan (MPa)

13,74

11,84

8,066

0,547

0,6351

12,68

9,26

7,973

0,508

0,6965

Lendutan Tekan (mm/mm)

0,00065

0,0013

0,000037

0,056

0,028

0,0006

0,001

0,00007

0,116

0,07

Lendutan Tarik (MPa)

168,25

9,07

98,2

0,583

10,826

168,25

9,07

104,67

0,500

9,290

Lendutan Tarik (mm/mm)

0,0089

0,001

0,000446

0,294

2,62

0,0089

0,001

0,0035

0,393

3,5

Hubungan Beban Dan Lendutan Dari grafik Gambar 5 dan Gambar 6 hubungan Beban – Lendutan terlihat bahwa rata-rata pada beban 0 – 500 kg grafik masih linier, hal ini disebabkan

belum terjadi keretakan pada batang tarik. Pada 500 – 1000 kg rata-rata benda uji rangka batang telah tejadi keretakan awal namun hubungan beban lendutan masih cenderung linier. Ini karena rangka batang


8

adalah kombinasi dari banyak elemen sehingga pada saat satu elemen mengalami retak maka kekakuan struktur masih besar sehingga belum memberikan penambahan lendutan yang besar. Pada tahap ini bertambahnya nilai beban akan menyebabkan peningkatan nilai lendutan secara proporsional. Setalah tahap retak awal terlampaui maka penambahan beban masih diikuti penambahan lendutan secar proporsional akan tetapi kemiringannya lebih landai. Hal ini berarti kenaikan beban yang lebih kecil dari tahap pertama akan menyebabkan kehilangan lendutan yang lebih besar. Ini disebakan karena kekakuan struktur yang berkurang akibat dari retak yang semakin banyak timbul pada elemenelemen batang. Dari grafik beban-lendutan juga tampak bahwa rangka batang tidak bersifat daktail karena walaupun penambahan beban dan lendutan masih cukup proporsional, keruntuhan terjadi secara mendadak. Ini disebabkan kerena keruntuhan geser yang terjadi pada titik buhul perletakan. Hubungan Tegangan Regangan Grafik Gambar 7(a) memperlihatkan pada rangka batang RB100, tegangan tekan pada beton dan bambu masih bekerja dengan efektif sampai dengan 2,214 MPa (beban maksimum sebesar 1716 kg atau beban pertitik simpul sebesar 572 kg) setelah itu regangan beton berkurang sedangkan regangan bambu terus bertambah. Ini karena pada tegangan 2,405 MPa terjadi retak baru pada 3 titik dan salah satu retakan terjadi pada titik buhul perletakan rol. Dari retakan-retakan pada perletakan rol terlihat bahwa retakan terjadi pada satu sisi. Pada sendi di titik satu juga terjadi retakan kecil ini mengindikasikan bahwa batan tertekuk ke arah retakan namun bukan tekuk pada elemen batang tapi tekuk pada struktur rangka batang. Strain gauge beton terletak pada sisi yang searah tekuk sedangkan bambu pada sisi berlawanan sehingga

strain gauge menunjukkan nilai yang tertarik setelah melewati tegangan 2,214 MPa. Ini artinya batang tekan tidak benarbenar lurus namun demikian batang tekan masih mampu menahan tegangan tekan hingga 6,730 MPa setelah itu terjadi penurunan regangan. Ini dikerenakan kerusakan yang terjadi pada titik buhul perletakan sehingga batang tekan tidak lagi efektif menahan gaya tekan. Dari grafik terlihat bahwa garis masih linier yang berarti bambu masih dalam kondisi elastis saat terjadi keruntuhan. Tegangan tekan maksimum yang di capai adalah 8,066 MPa yang adalah tegangan runtuh dengan beban 6500 kg. Grafik Gambar 8(a) memperlihatkan pada rangka batang RB80, tegangan tekan beton dan bambu masih bekerja dengan efektif sampai 2,402 MPa. (beban maksimum sebesar 2028 kg atau per titik simpul sebesar 676 kg) setelah itu regangan beton dan bambu berkurang. Hal ini dikarenakan pada tegangan 1,137 MPa terjadi retak pada perletakan sendi dan pada beban 1,576 MPa mulai timbul retak pada titik buhul perletakan rol. Keretakankeretakan ini menyebabkan regangan bertambah cukup besar tanpa penambahan tegangan seperti terlihat pada grafik. Seperti pada RB-100 dari retakan-retakan pada perletakan rol terlihat bahwa retakan terjadi pada satu sisi. Pada sendi di titik satu juga terjadi retakan kecil ini mengindikasikan bahwa batang tertekuk ke arah retakan namun bukan tekuk pada elemen batang tapi tekuk pada struktur rangka batang. Strain gauge beton terletak pada sisi yang searah tekuk sedangkan bambu pada sisi berlawanan sehingga strain gauge menunjukkan nilai yang tertarik setelah melewati tegangan 4,208 MPa. Ini artinya batang tekan tidak benarbenar lurus namun demikian batang tekan masih mampu menahan tegangan tekan hingga 7,937 MPa setelah itu terjadi keruntuhan pada titik buhul sehingga 7,937 MPa adalah tegangan runtuh rangka


9

batang dengan beban maksimum 5564 kg. Dari grafik terlihat bahwa garis masih linier yang berarti bambu masih dalam kondisi elastis saat terjadi keruntuhan. Grafik Gambar 8(a) memperlihatkan bahwa pada RB-100 tegangan tarik beton dan bambu masih bekerja efektif sampai 26,958 MPa (beban maksimum 1746 kg atau 572 kg per titik simpul). Ini mengindikasikan ahwa beton dan bambu masih menahan gaya tarik secara bersamaan. Setelah melewati 26,958 MPa terjadi retakan pada beton sehingga tegangan tarik hanya di tahan oleh tulangan bambu. Grafik Gambar 8(b) memperlihatkan bahwa pada RB-80 teganngan tarik beton dan bambu masih bekerja efektif sampai 12,197 MPa (beban 572 atau 190,67 kg per titik simpul). Setelah pengurangan regangan pada beton sebaliknya regangan pada bambu terus bertambah. Ini karena beton kehilangan kekuatan sihingga tegangan tarik hanya di tahan oleh bambu. Hilangnya kekuatan tarik beton ini terlihat pula pada grafik 4 – 6a dimana terjadi pertambambahan regangan yang cukup besar tanpa ada penambahan regangan tekan. Regangan beton yang telihat minus dikarenakan setalah terjadi beberapa retak tarik maka pada bagian beton dimana terdapat strain gauge beton kembali ke bentuk awal sehingga terjadi regangan tekan. Pola retak Model keruntuhan yang terjadi pada rangka batang dapat dilihat dari pola retaknya. Pola retak yang ditunjukkan oleh ke enam benda uji mempunnyai pola retak yang hampir sama. Keruntuhan awal disebabkan oleh keruntuhan tarik yang dapat dilihat dari pola awal retak yang tegak lurus terhadap sumbu balok. Retak kemudian timbul sepanjang balok tarik seiring dengan pertambahan beban. Pembebanan yang ditingkatkan menyebabkan retakan yang timbul

disekitar perletakan dengan pola berbentuk garis miring terhadap balok tarik horisontal. Beban maksimum yang dicapai menyebakan keruntuhan pada titik buhul perletakan. Dari pola retak disekitar menunjukkan bahwa keruntuhan akibat adanya pengaruh gaya geser dan gaya tekan yang bekerja secara bersamaan. Perbandingan Analsis Teoritis Dan Eksperimen Berdasarkan tabel 3, maka rasio antara hasil experiment dan pendekatan teoritis rangka batang beton bertulang bambu, untuk beban maksimum RB-100 54,7% dan RB-80 sebesar 39,45%. Untuk tegangan tekan RB-100 sebesar 54,7% dan RB-80 50,8% sedangkan tegangan tarik RB-100 sebesar 58,3% dan RB-80 sebesar 50,0%. Akan tetapi untuk deformasi dan regangan terdapat persentasi rasio yang jauh melebihi 100% antara hasil analisis struktur dengan metode elemen hingga dan hasil penelitian. Dari prosentasi di atas terlihat bahwa tegangan tarik beton bertulang bambu hasil penelitian belum mencapai 60% kekuatan tarik teoritis pada RB-100 sedangkan RB-80 belum mencapai 51% dari kekuatan tarik teoritis. Perbedaan-perbedaan di atas disebabkan karena 2 hal yaitu (1) pola keruntuhan sangat berpengaruh karena walaupun keruntuhan awal terjadi akibat gaya tarik pada batang horizontal akan tetapi keruntuhan struktur seluruhnya disebabkan karena kombinasi, gaya geser dan tekan pada sendi perletakan. Hal ini menyebabkan batang tarik belum sepenuhnya memikul beban tarik saat terjadi keruntuhan atau degan kata lain keruntuhan struktur seluruhnya bukan karena keruntuhan tarik tetapi akibat kombinasi keruntuhan geser dan tekan pada sendi perletakan. Dari pola retak juga menunjukkan adanya kerusakan penampang secara local pada bagian bawah balok titik buhul perletakan. (2) Asumsi-asumsi dalam analitis teoritis juga


10

menyebabkan perbedaan dikarenakan banyak asumsi dalam perhitngan struktur dengan metode elemen hingga yang tidak sesuai dengan keadaan pada saat penelitian di laboratorium, seperti titik buhul di anggap sendi ataupun modulus elastic yang di anggap konstan.

3.

4.

5.

(a)

(b) Gambar 11. Pola retak titik buhul perletakan

Kesimpulan 1. Variasi ketinggian rangka batang menyebakan RB-100 mampu memikul beban tekan terpusat Ptotal = 6136 kg sedangkan RB-80 mampu memikul beban tekan terpusat Ptotal = 5477 kg namun perbedaan ini tidak signitifikan dimana nilai-nilai beban dianalisis dengan statistic yang memberikan penolakan a = 5%. 2. Dari pola retak terlihat bahwa Keruntuhan awal yang terjadi pada struktur rangka batang beton bertulang bambu adalah keruntuhan tarik yang diperlihatkan dengan pola retak yang tegak lurus batang tarik horizontal namun keruntuhan seluruh struktur

disebabkan karena kombinasi gaya tekan dan geser pada titik buhul perletakan. Keruntuhan pada titik buhul perletakan menyebabkan batang tarik maupun bantang tekan tidak mampu mengembangkan kekuatan tarik dan tekan hingga maksimal. Tegangan-tegangan pada rangka batang RB-100 lebih besar dari tegangan-tegangn RB-80 Rangka batang beton bertulang bambu cukup berpotensi untuk menggantikan rangka batang kayu walaupun terdapat terdapat beberapa kekurangan dibandingkan kayu.

Daftar Pustaka Dewi, S.M. 2008. Mekanika Struktur Komposit, Bargie Media, 2008, Malang. Dipohusodo, I. 2001. Analisis Struktur, Gramedia Pustaka Utama, 2001, Jakarta. Ernawati, 2005. Perkuatan Lentur Balok Kayu Sengon Dengan Menggunakan Bambu Ori Dengan Perkuatan Lentur Pada Bagian Tarik Dan Tekan. Universitas Negeri Malang (tidak di publikasi), 2005, Malang Frick, H. 2004. Ilmu Konstruksi Bangunan Bambu, Kanisius, 2004, Yogyakarta. Ghavami, K. 2004. “Bamboo As Reinforcement In Structural Concrete Elements”, Juornal, Science and Direct Elsevier, 2005. Grewal, J.K. 2009. Bamboo As Structures Materials, Universitiy Of Southampton. ISO/DIS-22157. 1999. Determination Of Physical And Mechanical Properties Of Bamboo, ISO, 1999. Janssen, J.J.A. 1981. Bamboo In Building Structures, thesis (unpblised), Eindhoven University Of Technology, Netherlands. Khare, L. 2005. Performance Evaluation Of Bamboo Reinforced Concrete Beams, The University Of Texas, 2005, Arlington. Morisco, Rekayasa Bambu, 1999, Yogyakarta. Nawy, E.G. 1998. Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar, PT Eresco, 1990, Bandung. Nurlina, S. Struktur Beton, Bargie Media, 2008, Malang.


11

Park, R. Paulay, T. 1975, Reinforced Concrete Structures, John Wiley&Sons, 1975, New Zealand Phaturahman, F. Jauhar, Kusuma, D. A.. 2003. “Aplikasi Bambu Pilinan Sebagai Tulangan Balok Beton”, Dimensi Teknik Sipil, Jurnal, Vol 5, No. 1, Maret 2003: 39 – 44. Ramanuja, R. Sastry, C.B. 1995. “Bamboo, People And The Environment”, Proceedings, 5th International Bamboo Workshop and the 4th International Bamboo Congress Ubud, Bali, Indonesia, 19 – 22 June 1995. Salmon, C.G dan Wang, C.K. 1993. Disain Beton Bertulang, Erlangga, 1992 Jakarta.

Schodek, D.L. 1995. Struktur, PT. Eresco, 1995, Bandung SNI 03-2000. Tata Cara Perencanaan Struktur Kayu Untuk Bangunan Gedung, 2000, Bandung SNI 03-2847-2002. 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, 2002, Bandung. Xiao, Y. Inoue, M. Poudel, S.K. 2007. “Modern Bamboo Structures”, Proceedings, 1st International Conference On Modern Bamboo Structures (Icbs-2007), Changsha, China, 28–30 October 2007 Young, J. 2006. Investigation Of Bamboo As Reinforcement In Concrete, The University Of Texas, 2006, Arlington.


12

Penerapan Bambu Sebagai Tulangan Dalam Struktur Rangka Batang Beton Bertulang

Recommend Documents