Pro.\'iding Pertemuan Ilmiah ~\'ain.\'Materi III .\'erpong, 20 -21 Oktober 1998
ISSN 1410-2897
PENGUJIAN LENTUR PADA BALOK BETON YANG DISAMBUNG DENGANPOLIMER
53b
Djuanda Suraatmadjal, Dicky Rezady Munaf, Hery Riyanto3 'Profesor pads Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITB 2 Kepala Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan T. Sipil FTSP-ITB \ Mahasiswa S-3 Bidang RekayasaStruktur Jurusan T. Sipil FTSP-ITB dan Dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Bandar Lampung (UBL)
ABSTRAK PENGUJIAN
LENTUR
PADA
BALOK
BETON
sistem pelaksanaan pekerjaan struktur memungkinkan pracetak. Dengan menggunakan :;oillt'
dari masing-masing
sambungan. kondisi
clemen-clemen
clemen
Balok yang mempunyai
balok diletakkan
tersebut.
YANG
DlSAMBUNG
clemen-clemen
struktur
DENGAN
POLIMER.
Perkembangan
yaitu kolom, balok dan pelat dilakukan
secara
pracetak maka dalam pelaksanaannya tidak akan terlepas dari sambungan atau Pada penelitian
ini akan dilihat perilaku
lentur pada balok yang mempunyai
ukuran 100 mm X 150 mln X 1550 mm diberi beban statis di tengah bentang dalam
di atas dua tumpuan dengan jarak bersih 1350. mm. Balok yang disambung
diperoleh
dengan tara
memotong balok utuh menjadi sepuluh clemen masing-masing sepanjang 135 mm, yang kemudian disambung-sambung dengan bahan polimer yaitu 'u/lsafltrat"d polye.ster' berbasis 'rec,vcled poly ethylene terephtalate' setebal3 mm. Balok yang terdiri dari beberapa clemen balok ini kemudian
diuji lentur dan dibandingkan
didapat bahwa balok yang menerus mempunyai yang dapat dipikul
dengan balok yang tidak disambung.
kekakuan yang lebih besar dibanding
Dari hasil ekspe~imen
balok yang disambung,
namun beban
sarna besarnya yaitu 25 kN. Aspek yang ditinjau dari pengujian ini adalah detleksi, deformasi pada beton
tekan dan tulangan tarik. putaran sudut pada tumpuan, detleksi relatif, pola rctak dan pengaruh luas bidang kontak ('interface)
pads sambungan.
ABSTRACT FLEXURAL TEST ON THE SEGMENTAL CONCRETE BEAMS JOINTED USING POLYMER, The development on the construction of structure system allows doing the structural elements to be done by precasting. In this construction system. the interconnection joints playa vital role. This research describes the flexural behavior of the concrete beams which have heen segmented into 10 parts of 135 mm each, the segments being jointed one another using 3 mm thick of unsaturated polyester hased on recycled polyethylene therephtalatematerials. The heams,whose dimensions arc 100 mm x 150 mm x 1550 mm, arc supported by two simple supports distanced of 1350 mm, and a static load was applied on the midspan of those beams. Those segmental beams were compared with continuos beam of the same dimensions. The result shows that the segmental heams have the samc load bearing capacity of 25 kN than the continuos beam, but the continuos beam appearsto be more rigid than the other one. The aspects that have been analyzed in this research arc: the deflection, the deformation in eomprcssion area of concrete fiber and the tension of the steel reinforcement, the rotation of. the support system, the relative midspan deflection. the mode of cracks and the influence of the interface area at the joints made of polymer.
I. PENDAHULUAN Sesuai dengan perkembangan teknologi dalam pekeljaan beton, maka untuk tujuan efisiensi tempatdan
biaya dimungkinkan suatu elemen struktur dibuat menjadi beberapa bagian. Di kota-kota besar lahan unt\1k pembangunan makin sempit sementara aktifitas penduduknya tinggi menyebabkanpekeljaan konstruksi dibuat sedikit mungkin namun mempunyai kecepatan yang tinggi. Dengan alasan tersebut maka elemenelemen struktur berupa kolom, balok dan pelat dapat dikerjakan secara paralel di suatu tempat pabrikasi untuk kemudian setelah siap dilakukan pemasangandi tempat di mana baug1man tersebut dibangun (I J,(2J. Pactasaatpemasanganelemen-elemenstruktur ini besar sekali peran dan fungsi dari penyambung atau 'joint '. Dengan adanya :joint' pada suatu struktur tentu akan mempengarultikekuatan dati struktur jika dibandingkan
i):;ullnda.\'urllatma4;ll dkk.,
dengan struktur yang kontinu [3 ),[4 ),[5 ),(6). Pada dasamya ada dua buah jenis sambungan, yaitu sambungan basah ('wet joint') daD sambungan kering ('dry joint') (7),[8]. Pada sambungan basah biasanya digunakan bahan penyambung cairan atau perekat sedang pada sambungan kering biasa dipakai baut atau angker. Pada penelitian ini akan dipakai sambunganbasah daDditerapkan pada balok. Balok yang mempunyai dimensi 1550 X 150 X 100 mm dibagi menjadi sepuluh bagian kemudian disambung kembali dengan menggunakan bahan polimer yaitu 'unsaturatedpolyester' berbasis 'recycled polyethylene terephtalate' [9) setebal 3 rom. Penyambungandilakukan dengan sistem grouting pada saatbahan polimer masih dalam bentuk cairan daD akan mengeras 15 men it kemudian. Setelah balok tersambung lalu dilakukan pengujian lentur daD kemudian dibandingkan dengan balok yang kontioyu.
255
3.2.1.
Pro...iding Pertemuan Ilmiah Sains Materi III Serpong, 20 -21 Oktoher 1998
II. MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dari penclitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan lentur dari balok yang tersambung oleh bahan polimer jika dibandingkan dengan balok yang tidak disambung atau kontinu. Selain itu juga untuk mengetahui kemampuan dari bahan polimer sebagai perekat atau penyambung beton. Pengamatan lain dari penelitian ini adalah mengetahui perilaku balok yang mendapat beban statis pada tengah bentang. Perilaku di sini antara lain adalah putaran sudut. reganganpada beton tekan daD tulangan tarik serta defleksi relatif dari balok. Pola retak balok juga ikut diamati selama pembebanan berlangsung. Masing-masing penganlatan dilakukan baik pada beton menems maupun pada beton yang disambung untuk kemudian dibandingkan.
m. BENDAUJI 3.1. Dimensi dan mutu Okural! Balok bcnda uji adalah 100 X 150 X 1550 mm (Gambar I). Pada pengujian balok diletakkan di atas dua tumpuan sendi dan rol (statis tertentu) dengan jarak antara dua pcletakan (bcntang bersih) adalah 1150 mIn. Pembebananyang dikerjakan pada balok benda u.ii ad.1lahbeban terpusat (P) sebanyakdua buah denganjarak masing-masing d.1ri ujung peletakan adalah 600 mIn.
ISSN1410-2897 Diameter tulangan 12 mm titik pusatnya qiletakkan di tengah balok denganjarak 35 mm dati serat bawah balok (Gambar 2).
."
'
Gambar 2. Sistem penulangan Balok I
3.2.2. Balok dengan tulangan di dalam pipa PVC (BALOK II). Diameter tulangan 12 mm tidak tertanam. tetapi terlindung di dalam pipa PVC Listrik VINILON C diameter 5/8" daDpada salah satuujung tulangan terdapat anker daDbaut penahan.Titik pusat tulangan tetap,yaitu 35 mm dari seratbawah balok beton (Gambar 3). -,",,-
600
Gambar 3. Sistem Penulangan Balok II
100
~-'~
3.2.2. Balok yang terdiri dari beberapa segmen balok diisi bahan polimer dan tulangan dalam pip a PVC (BALOK III).
.""
1550 mm
1.50
Gamhar
I
Pcmhehallall dall settillg pellgu.iiall lelltur halok
Balok beton yang sudah disiapkan pipa PVC Listrik VINILON C diameter 5/8" di dalamnya pacta posisi pusat 35 mm dari serat bawah dipotong-potong denganpanjang 135 mm kemudian disambung kembali denganjarak 3 mm olehballaD pengisi polimer. (Gambar 4).
Muttl bcton benda uji adaJal\50 MFa sedangrasio tulangannya ad.cllahI %. Dengan memakairasiotulangan sebeSc'lrI % maka tulangan yang dipakai mempunyai diameter 12 rum. Pada percobaan ini dipakai tulangan tunggal (hanya dipasang tulangan tarik sa.ja)dengan I (satu) buah tulangan yaitu diameter 12 mm (As=113,1 mm2)tulangan defonn.
,~PoIimer
3.2. Macam hcnda uji Balok den~antulan~an tertanam (BALOK I)
G~mbar 4. Si!;tem penlliangan Balok III
Pro.\'iding Pertemuan Ilmiah Sains Materi III Serpong, 20 -21 Oktoher 1998
ISSN 1410-2897
3.3. Bahan
4.2. PEMASANGAN INSTRUMEN
Beton yang dipakai pada pembuatan benda uji adalah beton yang mempunyai kekuatan 50 MPa dengan campurnn sebagaiberikut:
Untuk mendapatkan informasi regangan,pergerakan relatif dan putaran sudut yang terjadi akibatbeban yang bekerja maka pada benda uji di pasang instrumen 'strain gauge', LJ-DT daD inklinometer. Peletakan instrumen di alas adalah sebagaiberikut :
Tahel I Komposisi campuran beton benda uji.
% Beral
Jenis Material
NO
Agregatkasar
43,20
4.2.1. BALOK I (Balok dengan tulangan tertanam).
2
Agregathalus
,
29,40
Semet1
17,90
4
Fly Ash
3,15
~
Air
6,35
Pemasangan ',\'train gauge' diletakkan pada tulangan (DFL-5-11) daD pada beton di serat atas dan bawah. Pada ujung balok dipasang inklinometer untuk mengetahui putaran sudut dan informasi defleksi pada balok diketahui dari L VDT di tengah dan di seperempat bentang (L VDT -SDP 100). Deformasi relatif pada balok diketahui dengan memasangL VDT 25 pada seperempat bentang (Gambar 6).
Kebutuhan beton untuk membuat benda uji 5 buah dan silinder 3 buah adalah 200 liter (0,2 m3). Untuk CET AKAN benda uji : 3 lembar multipleks. paku dan peralatan kayu.Pipa PVC Listrik VINI.LON C diameter 5/8" 2 (dua) batang, STRAIN GAUGE: PFL-30-11 sebanyak 10 (sepuluh) buah dan PFL- 6 -II sebanyak 5 (lima) buah, L VDT -25 : I (satu) buah. LVDT-SDPIOO 3 (tiga) buah dan INKLINOMETER 2 (dua) buah.
Gambar
6. Balok
beton bertulang
4.2.2.HAWK n (Balokdcngantulangandi dalampipa
IV. PENGUJIAN
pvq.
4.1. Pcmhchanan Pactapengtijian ini balok diletakkan di atas dua tumpuan dengan jarak antar tumpuan sendi dan rol adalah 1350 mOl. Beban statis yang berkerja pacta percobaan actadua buah dengan besar yang sarna (P) dan diletakkan padajarak 600mm daTimasing-masing ujung peletakan (Gambar 5). Dengan pembebanan ini diharapkan akan didapatbagian balok yang mempunyai gaya gcser konstan maksimum (daerah sejauh 600 mm dari tumpuan)dan momen konstan maksimmn (ditengah bcntang sejauh 150 mOl). Pembebanandilakukan secar~ perlahan sehingga dapat diketahui prilaku elastis dan plastis beton. Pembebanandihentikan ketika beton dan tulangan sudah mencapai keruntuhan [10], [II].
R
Pemasanganinstrumen sarna denganBALOK I, namun pemasangantulangan dilakukan dengan memasukan tulanganyang telall diheri 'strain gauge 'ke dalam pipa PVC. Setelah tulangan terpasang maka di masingmasing ujung dipasang anker dan untuk menguncinya melalui bani yang ada di ujung tulangan (Gambar 7). Besarnya kekuatan penguncian bani diukur menggunakan tor...imeter.
4.2.3. BALOK III (Balok yang terdiri dari beberapa segmenbalok diisi/disambung oleh ballaD polimer daD tulangan dalam pipa PVC). Gambar 8. Detail A , :
p y : :
--:
: : RIDANG MOMEN
Pa:
Ciambar
p BIDANG Gf:Sf:R
5. Sistem
Djuanda Suraatnra4iadkk.,
Pembebanan
Gambar 8. Ba\ok yang disambung dengan polimer dan tulangan dalam PVC
257
:.
Prosiding Pertemuan Ilmiah Sain.\' Materi III Serpong, 20 -21 Oktoher 1998
Keteran~an:
V. BASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 5.1. PENGUJIAN BALOKI
8
PiNAMPANfJ PYC USTRIK VINILON C DIA}/8"
4.3. PENGUJlAN ~jT;J: S"IRA~ GAUGE DFL-5-11 SmA~ GAUGE DFL-30-11 e
1 ~
INKLINOMETER
LVDT -SDPIOO
ISSN1410-2897
~
LVDT25
ft:J
ANKER
R.
BAUT
y-
PENGUKUR
Balok I adalah balok beton yang tulangannya tidak dimasukan ke dalam pipa PVC, namun pemasangan tulangan seperti beton bertulang biasa. Dengan menggunakan tulangan diameter 12 mm dan tanpa tulangan geser, balok beton dicor dengan posisi tulangan 35 mm di alas serat tank terluar (serat bawah balok). Balok yang sudahdipasang instrumen perekam deformasi daD defleksi diletakkan pada tumpuan. Dengan menggunakan actuator balok ditekan dengan kecepatan tekan 0,005 mm/det (Gambar 9). Pola retak setelah pembebananjuga tampak pada Gambar 10.
Pengujianyang dilakukan terhadapkelima benda uji (BALOK I, II. IIA, III danIIIA) adalah sarna yaitu pengujian lentu,. Pada pengujian ini akan diketahui beberapa besaranyaitu : I. Deflek.\'i pada balok di tengah bentang clan di seperempatbentang. Untuk mengetahui besaran ini pada pembacaandilakukan dari L VDT -SDP 100yang dipasang pada tempat tersebut. 2. Deforma.~i yang terjadi pada tulangan clan beton. Besarnya deformasi yang terjadi terlihat dari perubahan yang terjadi dari 'strain gauge' yang dipasang pada tulangan (DFL-5-11) clanpada beton (DFL-30-11) di daerah ekstrim tekan (serat atas)clan ekstrim tarik (serat bawah). 3. Putara/1 .\'udut yang terjadi di ke dua tumpuan. Pembacaan dilakukan dari perubahan yang terjadi pada inklinometer yang dipasang pada kedua
9a
tumpuan. 4. Dejlek.~irelat!fyang terjadi antar elemen beton sejaull 135 rom. Untuk mengetahui hal ini dipasang alat L VDT -25 padc'ljarak270 turn dari tumpuan clantitik yang ditinjau detleksi relatifnya sejauh 405 mm dari tumpuan. 5. Polo retak yang tet:jadi ketika ba.lokmenerima beban hingga tet:iadi keruntuhan. 9b
4.4. ALAT UJI Pada pengujian ini dipakai alat .S'ervo Hydraulic Actuator Serie." A 1-100 kN dari DARTEC. Dengan alaI ini dapat diatur berapa besar gaya yang akan diberikan pada balok yang akan dibebani lentur sehingga lendutan yang terjadi juga terkendali oleh alat ini. Untllk pembebanan lentur pada eksperimen ini dipergtmakan kecepatanlendutw1 ."truktur sebesar0,00.5 mm,ldel.Semuapembahanyang teljadi baik itu lendutan, defonnasi dan perpindahan relatif dihubungkan ke data logger untuk kemudian diprint out dan data ini kemudian dimasukan dalam program untuk mendapatkangrafik.
258
Gambar 9. Balok I siap untuk diberi beban daD instrumen dipasang pada tempat-tempat yang akan diketabui besarannya pada gambar atas 9a. Pada gambar bawab 9b kondisi balok setelah mengalami keruntuhan akibat pembebanan.
£ Gambar 10.
Pola retak pada balok
I yang runtuh
akibat 2 buah beban statik bekerja pada tengahbentang.
yang
Djuanda Suraatmadjadkk.,
..
Prosiding PerlemuanIlmiah SainsMateri III Serpong,20 -21 Oktober 1998
ISSN 1410-2897
5.2.PENGUJIANBAWK n Balok II adalah balok yang tulangannya dimasukan ke dalam pipa PVC 5/8. Setelah beton mengeras denganp;pa PVC pada serat tarik beton (bagian bawah), laIn dimaStlkkan tulangan ulir diameter 12 mm kedalam pipa PVC tersebut. Pada kedua ujung tulangan diberi anker yang kemudian bautnya dikencangkan dengan torsimeter sebesar20 kg.cm. Pemasanganinstmmen daD pembebanan sarna seperti pada Balok I. Set up balok padapengujian daDpola keruntuhan sertapola retakyang terjadi tampak pada Gambar I 1 daDGambar 12.
Balok I dan Balok II. Set up benda uji dan pola keruntuhan terlihat pada Gambar 13. sedangpola retak yang terjadi akibat pembebanantampak pada Gambar
13a
Ila
13b Gambar 13. Ganlbar 13a menunjukkan Balok IIA yang siap diuji dan pada gambar I3b adalah keadaan balok yang sudah mengalami keruntuhan. Retak terjadi di tengah bentang.
,,~ l)h Gan1ba
..l
"
~
Balok II yang siap untuk diberi pelnhebanan pada gambar IIa dan pola keruntuhan Balok II setelah pengu.iian pada gamhar hawah lIb.
Gambar 14.
14. 5.4. PENGUJIAN BALOK III
~~
...~
.1 Gamhar
Pola retak dan keruntuhan yang terjadi pada Balok II akihat heban pada p.:ngujian lentur.
5.3.PENGUJIANBALOKDA Balok IIA pada dasarnya adalah sarna dengan Balok II. Perbedaannya hanyalah pactapengencangan baut pactaanker, yaitu sebesar30 kg.cm. Pengujian dan peletakan intrurnen sarna seperti yang dilakukan pada JJ:;uanda
,\'Uraatnfafi.;a
dkk.
Pola retak daD keruntuhan yang terjadi pada Balok IIA akibat beban statispada pengujian.
Balok III adalah balok beton dengan tulangan tunggal yang terdiri dari beberapa segmen beton berukliran panjang 135 mm dan disambung dengan bahan polimer setebal 3 mm. Tulangan yang dipakm yaitu tulangan tunggal dengan diameter 12 mm yang terletak ditengah sejarak 35 mm dari serat tarik beton. Setelah tulangan terpasang di kedua ujung balok tulangan diberi angker penahan dan dikencangkan oleh baut dengan kekuatan torsi meter sebesar 30 kg.cm. Pengujianyang dilakukan pada Balok III dan IlIA sarna denganbalok-balok sebelumnya. Set Up Pengujian dan pola retak pada Balok III dan IlIA terlihat pada Garnbar 259
~ ":1
Prosiding PertemuanIlmiah SainsMateri III Serpong,20 -21 Oktober 1998
ISSN1410-2897
15a 17b Gambar 17. Set up pengujian Balok IliA dan pola keruntuhan setelah pengujian pengujian.
~. Gambar 18. Pola retak yang terjadi pada Balok IlIA setelah pengujian.
15daIl Ganlbar 16
ISb
5.6. DEFLEKSI Gamhar 15 (iamhar 15a menun.iukkan Balok III yang sjap diuji dan pada gamhar 15b adalah keadaan balok yang sudah mengalami kertlnluhan Relak ter.iadi pada sambungan.
.. Gambar 16
~":~~tJ:1 rota retak dan keruntuhan yang terjadi pada Balok 11A akibat beban statis pada pengujian
5.5. PENGUJIAN BALOK iliA
17a 260
Padapengujian lentur ini data defteksi dari balok (defteksipada arahbidang gambar) diambil pada tengah bentang dan seperempatbentang. Besamya defteksi ini diukurdengan menempatkanL VDT pada tempat-tempat tersebut. Secaramekanika besamya defteksi tergantung dari besamyabeban daDkekakuan dari balok itu sendiri. Makin besar beban yang dikerjakan akan makin besar defteksi yang terjadi [3]. Sebaliknya makin kaku suatu balok yang ditunjukkan dengan makin besamya harga inersia daD modulus elastis akan makin kecil balok tersebut berdefleksi. Selain itu faktor lain yang mempengaruhi besamya defteksi adalah bentang balok ataujarak antara dua tumpuan. Balok-balok yang diuji pad a eksperimen ini mempunyai dimensi yaitu panjang daD luas yang sarna sehingga perbedaanbesamya defteksi dari balok satu dengan yang lain tergantung dari modulus ela.~tis baloknya. Perbedaan modulus elastis dari masingmasing balok terjadi karena tulangan dipasangberbeda. Pada Balok I tulangan tertanam daD terjadi ikatan antara tulangan denganbeton. Pada Balok II dun IIA tulangan dipasang dalampipa PVC denganujung-ujung tulangan dipasang anker yang dikencangkan oleh baut dengan kekuatan tertentu menggunakan torsi meter daD akibatnya tidak ada ikatan antara beton dan tulangan. Sedangkanpada Balok III don IlIA antara tulangan yang dibungkus PVC terisi oleh bahan polimer yang masuk pada saat segmen-segmenbalok disambung. Dengan terisinya pipa PVC dengan polimer maka terjadi ikatan tidak langsungantara tuIangan denganbeton. Dari ketiga kondisi ini maka terjadi perbedaan kekakuan yang tentunya akan membedakan kemampuan balok untuk
Djuanda ,\'uraatmadjadkk.,
Prosiding Pertemuan Ilmiah Sain,\' Materi III Serpong, 20 -21 Oktoher 1998
menerima beban pacta pengujian ini di mana beban dikel:iakan dua buah beban statis di tengah bentang. Oefleksi yang terjadi pacta Balok I (Grafik 1) menunjukkan bahwa balok mencapai keadaan plastis pactabeban25 KN daDpactasaatdefleksi tengahbcntang sebesar 7.5 mIn. Oaerah plastis terjadi dari defleksi sebcsar7.5 mm sampai dengan 30 mIn. setelahitu balok mencapaikeruntuhan.
ISSN 1410-2897 langsung antara beton dengan tulangan karena terisinya pipa PVC oleh bahan penyambung poli.mer menyebabkan daerah elastis tidak terbagi menjadi beberapabagian. Keruntuhan Balok III dan IlIA lebih rendah dibanding Balok I, yaitu sebesar22 kN pada Balok III daD 24 kN pada Balok IlIA, sedangkanpada Balok I kemntuhan terjadi pada beban25 kN. Dibanding dengan Balok II daD IIA yang mempunyai kekuatan menahan beban sebesar 12,5 kN daD 19,5 kN, beban kemntuhan Balok III dan IlIA lebih besar.Perbandingan detleksi tengah bentang daTikelima balok dapat dilihat daTi Grafik 1 di atas.
5.7. DEFORMASI BETON TEKAN DAN TULANGANTARIK
Oefleksi yang terjadi pada Balok II dan IIA berbeda dengan Balok I. demikian pula antara Balok II dan Balok IIA. Baik pada Balok II ili'1nIIA daerah elastis terbagi menjadi tiga. Tcrjadinya tiga bagian ini disebabkan oleh tidak adanya ikatan antara tulangan dengan bcton. Bagian pertama adalah pada saat beton tarik belurn retak. atau dengan kata lain kekuatan rnenahanlentur rnasih dipikul bersarnaantara beton dan ttllangan. Pada Balok II. bagian pertarna ini tetjadi rnulai beban awal hingga bebansekitar 5 kN, tetapi pc'1da Balok IIA rnulai bebanawal hingga bebansebesar7 kN, seteiall itu terjadi retak pada beton tarik. Bagian kedua daerah elastis tetjadi ketika beton tank retak hingga beton tekan hancur atau dengan kala lain kekuatan rnenahan lentur hanya dipikul oleh betontekan dan tulangan. Hancurnya beton tekan pada Ba.Iok II tet:iadi pada bebanl2,5 kN sedang pada Balok IIA pada beban 19.5 kN. Bagian ketiga adalah yang terjadi ketika beton tekan hancur hingga tulangan rnencapai daerah plastis. Praktis pada bagian ketiga ini balok hanya ditahan oleh tulangan saja. Keadaan plastis tulangan pada Balok II terjadi pada beban I R kN sedangpada Balok IIA pada beban 20 kN. Adanya perbedaan batas beban pada saat terjadi retak pada beton tarik dan beton tekan seperti diuraikan di
atas disebabkanoleh perbedaanbesarnya kekuatan pengencangan pada baut angker oleh torsi meter (20 kg.cm untuk balok II dan 30 kg.cm untuk Balok IIA). Oi sini tcrlihat bahwa kekakuan suatu balok juga tergantung dari besarnya pengencangan baut anker. Makin kencang baut anker, makin besarkekakuanbalok. Perilaku dctleksi pada Balok III dan Balok IlIA padaili'1samyasarnadengan Balok (. Adanya ikatan tidak ~;uanda Suraatnlaci.;a dkk.
Grafik 3.
Defon11asi beton tekan pada Balok II daD IIA.
261
Pro...iding Pertemuan Ilmiah Sains Materi 1/1 ,\'erpong, 20 -21 Oktober 1998
beton maupun tulangan. Beton tekan mencapai daerah plastis pada saat '..,(raingauge' menunjukkan deformasi beton sebesar-750 mE, sedangdefonnasi pada tulangan tarik sebesar2000 IDE saat mencapai daerah plastis. Perbedaan terlihat pada daerah elastis di mana pada tulangan tarik terdiri dari dua bagian. Bagian pertama saat beton tarik belum retak daD bagian kedua adalah saat mulai terjadi retak pada beton tarik hingga ter:iadi retak pada beton tekan. Terjadinya daerahplastis pada tulangan tarik pada Balok II daD IIA adalah sarna dengan yang ter:iadi pada Balok I yaitu deformasi mencapai 2000 mE, namun beban yang menyebabkan teljadinya daerahplastis lebih kecil daripada balok I yaim pada saatbebanmenCc1pai 12.5 kN daD20 kN padaBalok II dan IIA. Tidak adanya ikatan antara beton daDmlangan menyebabkan balok mengalami keruntuhan yang terkonsentrasidi tengallbentang. Akibatnya adalahbeton tekan pada tengah bentang cepat sekali mencapai kerunmhan. Pada Ba.lok II dan IIA daerahplastis balok tekan ter:iadi pada saat beban barn mencapai 5 kN daD 5,5 kN. Hasil inijauh sekali dengan Balok I yaim ketika beban mencapai 25 kN saat terjadi kerunmhan pada beton tekan.
PactaBalok III daD IlIA defonnasi pactatulangan rnernpunyaiperilaku yang rnirip yaitu tulangan rnencapai plastis pacta beban 22 kN daD deforrnasi pacta 10000 mE. Nilai tersebut lebih rendah daripada Balok I yang rnencapai plastis pacta beban 25 KN. Deforrnasi pacta beton untuk Balok III daD IlIA juga rnernpunyai kerniripan yaitu teljadi plastis saatbebanrnencapai 22,5 kN daD defonnasi beton sebesar2000 lnE. Nilai inijuga ternyata lebih kecil daripada Balok I yaitu 25 kN. Dibanding denganBalok II daDIIA, baik defonnasi pacta tulangan tarik rnaupun beton tekan, nilai pactaBalok III Dan lliA rnernpunyai harga yang lebih besar.
5.8. PUTARAN SUDUT Putaran sudut yang akan diambil datanya oleh inklinometer adalah putaran sudutyangterjadi di kedua buah ulmpuan kanan daD kiri. Dan basil pengamatan 262
ISSN1410-2897 selarnapengujian, putaransudutyang terjadi pada kedua turnpuan untuk Balok I, II, IIA, III dan IlIA rnernpunyai perilaku yang sarna yaitu sifat sirnetris antara kiri dan kanan. Putaran sudut Balok {. (Grafik 5) pada daerah elastis dicapai sampai dengan putaran sudut sebesar0,6 derajat daD beban sebesar 25 kN. Keruntuhan balok terjadi pada saatputaran sudut baik sebelahkiri maupun sebelahkanan mencapai 2 derajat daDbeban sebesar25 kN.
Grafik 5.
Putaran sudut pada Balok I, II, IIA, III clan IlIA
Pacta Balok II daD IIA putaran sudut juga mempunyai karakteritik yang sarnadengangrafik antara defleksi dengan beban pengujian. Pacta daerah elastis terbagi menjadi tiga bagian, yaitu daerahpactasaatbeton tarik belum retak, kemudian pactasaatbeton tekan belum retak daD daerah pacta saat hanya tulangan yang berfungsi karena beton sudah tidak acta lagi yang berfungsi. Pactabagian pertama putaran sudut mencapai 0,05 dan beban sebesar5 kN terjadi baik pada Balok II maupun Balok IIA. Bagian kedua pactaBalok II terjadi sampai dengan putaran sudut mencapai I, I derajat daD beban 12,5 kN sedangpactaBalok IIA pactasaat putaran sudut mcncapai 1,2 derajat daDbeban 20 kN. Perbedaan ini memperlihatkanbahwa Balok II lebih lemahdari pacta Balok IIA yang disebabkan pengencangananker Balok II lebih kecil dari pacta Balok IIA. Seperti diuraikan sebelumnya bahwa anker Balok II dikencangkan menggunakantorsi meter sebesar20 kg.cm, sedangpacta Balok IIA sebesar30 kg.cm. Pengamh lain dari adanya pengencanganyang berbeda adalah beban maksimum yang terjadi. Beban maksimum yang terjadi pada Balok II terjadi sebesar 18 kN dan putaran sudut sebesar3 derajat,sedangpactaBalok IIA beban maksimum sebesar 20 kN daD putaran sudut sebesar2 derajat. Pactabalok III daDIlIA putaran sudutyang terjadi selain tetapsimetris antara tumpuan kiri dan kananjuga mempunyai perilaku yang sarnadengan grafik defleksi. Perbedaan antara Balok II clan IIA adalah besarnya putaran sudut pada beban maksimum. Pada Balok III putaran sudut sebesar1 derajat pada beban maksimum 22 kN, sedang pacta Balok IlIA putaran sudut sebasar
Djuanda Suraatmadjadkk.,
;~~ ~ .".
Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi /II Serpong, 20 -21 Oktoher 1998
ISSN 1410-2897
l,2 dcrajat pada beban maksimum 25 kN. Perbedaanini menunjukkan perbedaan kekakuan disebabkan oleh kekuatan sambungan pada balok. Hal ini terjadi pada Sc1atpenyambungan ada beberapasambunganyang retak kemudian dilakukan penyambungan kembali dengan cara 'grouting '. Elemen balok yang mengalami penyambungan dua kali ini tidak sekuat sambunganyang tidak mengalami retak. Pada Balok III ada tiga bagian yang dilakukan penyambunganulang sedangpada Balok IlIA ada 2 bagian yang mengalami penyambungan ulang.
6.4. DEFLEKSI RELA TIF Defleksi relatif pada balok menunjukan perbedaandefleksi pada elemen balok sejauh 135 mm. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui perilaku balok yang terdiri dari clemen-elemen balok sepanjang 135 mm dan disambung dengan polimer. Pada eksperimen ini data defleksi relatifyang terbacapada Balok I, BaJok III dan Balok IlIA. Pada Balok II dan IIA tidak dapat terbaca defleksi relatif yang terjadi. Tidak terbacanya data defleksi relatif pada Balok II dan IIA dikarenakan kemntuhan pada balok II daDItA terkonsentrasiditengah bentang. Karena tidak adanya ikatan antara beton dan tulangan maka pada saat tel:iadi retak pada beton tarik maka bcton langsung rnntuh dan kernntuhan hanya tel:iadi pada tengah bentang. Dcngan kala lain balok langsllng terbagi menjadi dua bagian yang tetap lurns pada saal pembcbanan barn mencapai 5 kN. Karena balok telap lIIms pada bagian kiri d.1nk.1nanmaka tidak dapat dilihatperbedaan relatifpada bagian balok ini. -Haluk
I
_DRInk
HI
,.
.
:'
-Haluk
IIA
\
:-.+---+., "..,.".'R"Mil ~---~--~~-(irati" 6.
1: (mml
" -
Oetlek"j relatif pada Balok I. II. IIA. III daD IliA
Dcfleksi relatif Balok I pada saat beban maksimum tercapai mcmpunyai harga sebesar 0, 10 mm (Grafik 6). Nilai tersebut hampir sarna dengan defleksi relatif yang terjadi pada Balok III yaitu sebesar0,08 mm dan Balok IlIA sebesar0, 13mm. DaTi data ini dapat dilihat bahwa Balok III dan Balok IlIA yang terdiTi daTi elemen-elemen balok yang disambung mempunyai perilaku yang hampir sarna sarna dengan dengan balok yang tidak disambung atau .continuous beam '.
~iuanda Suraatmati.iadkk.,
VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1.~IMPULAN 3. Defleksi Defleksi pada pengujian ini menunjukkan kekuatan lentur balok. Kekuatan lentur yang terjadi pada balok yang disambung (III daD IlIA) ternyata lebih kuat dari pada balok yang menerus(II dan IIA). Nainun
jika dibandingkan dengan balok menerus dengan tulangan tidak terbungkus pipa PVC (Balok I). kekuatan balok yang disambung lebih lemah. b. Deformasi beton daD tulangan Pada Balok 1di mana tulangan tidak terbungkus PVC (ada ikatan langsung beton daDtulangan). keadaan plastis terjadi saat pembebanan rnencapai 25 kN daD beton daD tulangan sarna-sarnadalarn kondisi plastis. Pada Balok II dan IIA, kemntuhan beton beton terjadi awal sekali saat pernbebanan rnencapai 5 kN daD tulangan belurn rnencapai keadaan plastis. Perilaku deformasi beton daDtulangan Balok III daDiliA harnpir sarna dengan Ba.lok I.
c. Putaran sudut Putaran sudutjuga dapat menunjukkan kekuatan balok menerima beban. Balok III dan iliA lebih kuat daripada Balok II dan llA. Sedang Balok I lebih kuat daripada BalQk III dan iliA. d. Defleksi relatif Defleksi relatif yang menunjukkan kurva lengkung balok yang mengalami bebanlentur. Kurva lentur tampak pada Balok I, III clan IlIA, namun pada Balok II clan IIA tidak terlihat adanya Uengkuog. Pada balok II clan IIA pada saat pembebanan kernntuhan terkonsentrasi di tengah bentang, sehingga balok terbelah menjadi dua bagian daD dalam keadaan lurns. e. Pola retak Pola retak yang tcrjadi pada balok yang disambung selalu terjadi pada sambungan yang disebabkan lemahnya ikatan di 'interface' antara polimer dan beton. Hal ini berbeda dengan balok yang menerus di mana retakyang terjadi adalah retak lentur, yaitu retak yang terjadi pada serat beton tank daD merata .
6.2.SARAN a. Bahan polimer Perlu penelitian lebih lanjut terhadap bahan polimer sebagaisebagaibahan penyambung. Penelitian yang dimaksud adalah peningkatan kemampuan bahan polimer sebagai perekat. Sebagai bahan penyambung tentu diharapkan mempunyai kekuatanyang lebih besar baik kekuatan tarik maupun tekan dari bahanyang akan disambung. Dengan kala lain kekuatan adhesi antara beton dan polimer hams lebih besar daripada kekuatan 263
[2].
Prosiding Pertemuan Ilmiah .\'ains Materi III .\'erpong, 20 -21 Oktoher 1998
ISSN 1410-2897
kohesi pada beton atau polimer itu sendiri.
[4).
b. Interface Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai
ELLIOT, KIM S. (1996) Multi-Storey Precast Concrete Framed S'tructures,Black Well Science Ltd, Osney Mead, Oxford.
[5].
MAC GREGOR, JAMES G. (1997) Reinforce Concrete Mechanics and Design, Prentice-Hall, Inc., New Jersey.
(6].
NASHIF, AHID D. (1985) Vibration Damping, John Wiley & Sons Inc., Canada
[7].
OHAMa, YOSHIHIKO (1995) Handbook of Polymer-Modified Concrete and Mortars, Noyer Publication, New Jersey, USA
[8).
PARK, R., and PAULA Y, T. (1975) Reinforced Concrete .S'tructures,John Wiley & Sons, New York.
pengaruh permukaan beton yang akan disambung terhadap kekuatan ientur balok. Pacta penelitian ini pennukaan balok yang akan disambung adalah bidang rata vertikal yang disebabkan oleh pemotongan gergaji beton. Interface beton daD polimer yang rata menyebabkan titik lemah kekuatan struktur dengan ditandai dengan adanya retak awal yang selalu terjadi pacta 'interface '. Dengan merubah bentuk 'interface' menjadi bertekstur. mempunyai takikan atau mempunyai kemiringan tertentu diharapkan akan memperbesarkekuatan lentur balok yang disambung.
[9].
DAFTARPUSTAKA [1]
AITCIN, P.C. (1998) High-Performance Concrete, E & FN Spon, London BEARDS. C.F. (1983) Structural Vibration Ana~y.\'isA/ode/lin!? Ana~v.\'i,\'and Damping ~rVihratin.~Structure.\'.John Wiley & Sons,New York
[3].
BETON VERLAG (1987) Preca.\'t(~oncreteConnection l)etai L\'-Structura{De.\'ign A/anual, Beton Verlag Gmbh, Niederlande
PT.JHS PILLING SYSTEM (1996) Pre cast Concrete Building .S'ystemUnder Sei..,mic Load, PCI Journat. [10). SMITH, WILLIAM FORTUNE (1990) Principle ofMaterials ,S'cienceand Engineering, Mc GrawHill Publishing Company, New York rIll-
SMITH, RONALD C. (1998) Principles and Practices of Heavy Con..,truction,Prentice-Hall, Inc., New Jersey
[12). VERTES GYORGY, Dr. (1985) Structural Dynamics Elsevier Science Publishing Company, Inc., New York, USA
