PERILAKU LENTUR KOLOM BETON PIPIH DENGAN TULANGAN BAMBU
TUGAS AKHIR
OLEH :
I Made Chandra Hadinata (0704105004)
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2011
ABSTRAK Dalam situasi tertentu terkadang material baja sangat sulit didapat, terutama di daerah pedesaan. Oleh karena itu diperlukan suatu material alam yang mampu mengganti baja. Dalam upaya pencarian alternatif, akan dilakukan penelitian yaitu dengan menggunakan bambu sebagai pengganti tulangan baja. Bambu merupakan hasil alam yang dapat diperoleh dengan mudah dan mempunyai kekuatan tarik yang sangat tinggi.Pada Tugas akhir ini akan dilakukan penelitian tentang perilaku lentur dari kolom beton pipih dengan tulangan bambu. Bambu yang digunakan adalah bambu petung yang berasal dari Desa Pengotan Kabupaten Bangli Provinsi Bali. Dari hasil pengujian, diperoleh kuat tarik bambu (fy) adalah 132 MPa dengan Modulus Elastisitas 7500 MPa. Pada penelitian ini benda uji yang digunakan berupa kolom pipih dengan dimensi 110 x 250 x 600 mm yang dibagi atas dua perlakuan yaitu aksial dan lentur, dimana masingmasing perlakuan dibuat 9 buah benda uji yang dibagi atas 3 luas tulangan yang berbeda ditambah dengan 2 buah benda uji dengan tulangan besi sebagai pembanding. Luas tulangan dibagi berdasarkan persentase luas penampang yaitu 1% (800mm2), 3% (1200 mm2) dan 6% (2000 mm2). Mutu beton yang digunakan adalah f’c = 20 MPa.. Pengujian menggunakan tumpuan jepit pada bagian terjauh kolom kemudian diberi beban eksentrisitas. Hal yang diamati adalah beban dan momen runtuh. Dari data yang diperoleh kemudian dilakukan perbandingan diagram interaksi kolom antara analisa teoritis dengan hasil eksperimen. Dalam tugas akhir ini juga dilakukan analisis menggunakan software SAP2000 untuk melihat kontur tegangan dari kolom beton pipih dengan tulangan bambu untuk setiap luas tulangan yang berbeda. Dari hasil analisis diperoleh kontur tegangan yang hampir sama Kata kunci : Kolom beton pipih, kuat tarik bambu petung, tulangan bambu, perilaku lentur, analisis menggunakan software SAP 2000
i
ABSTRACT In certain situations sometimes steel material is very hard to come by, especially in rural areas. Therefore we need a natural material that can replace steel. In the search for alternatives, the study will be conducted by using bamboo as a substitute for steel reinforcement. Bamboo is a natural product that can be obtained easily and has a tensile strength of a very tinggi.Pada The final task will be done studies on flexural behavior of reinforced concrete columns with flat bamboo. Bamboo bamboo petung used is derived from the village of Bali Province Pengotan Bangli District. From the test results, obtained tensile strength of bamboo (fy) is 132 MPa with a modulus of elasticity of 7500 MPa. In this study the specimen used in the form of a flat field with dimensions of 110 x 250 x 600 mm which is divided into two treatments of axial and bending, in which each treatment was made 9 pieces of test objects are divided into 3 widely different reinforcement coupled with 2 pieces test object with reinforcement steel for comparison. Area of reinforcement divided by the percentage of cross-sectional area of 1% (800mm2), 3% (1200 mm2) and 6% (2000 mm2). Quality of concrete used is f'c = 20 MPa .. Tests using pedestal-flops in the farthest column then given a load eccentricity. It is observed is the load and moment of collapse. From the data obtained and to compare the column interaction diagram between theoretical analysis with experimental results. In this final analysis is also performed using the software SAP2000 to see the contours of the voltage of the flat concrete columns with reinforcement reinforcement bamboo for each different area. From the analytical results obtained are almost the same voltage contour Keywords: concrete flat column, tensile strength of bamboo petung, bamboo reinforcement, flexural behavior, analysis using software SAP 2000 software.
i
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN SURAT PERNYATAAN ABSTRAK .....................................................................................................................i UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................................ii DAFTAR ISI..................................................................................................................iii DAFTAR GAMBAR .....................................................................................................v DAFTAR TABEL .........................................................................................................vi DAFTAR NOTASI........................................................................................................vii BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................................1 1.1 Latar Belakang .................................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................3 1.3 Tujuan Penulisan ..............................................................................................3 1.3.1 Tujuan Umum ..................................................................................................3 1.3.2 Tujuan Khusus .................................................................................................3 1.4 Manfaat Penulisan ............................................................................................4 1.4.1 Manfaat Praktis ................................................................................................4 1.4.2 Manfaat Akademis ...........................................................................................4 1.5 Batasan Masalah ..............................................................................................4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................5 2.1 Beton ................................................................................................................5 2.2 Material Pembentuk Beton ..............................................................................6 2.2.1 Semen Portland ................................................................................................6 2.2.2 Air ....................................................................................................................8 2.2.3 Agregat Halus dan Agregat Kasar ...................................................................9 2.3 Beton Bertulang ...............................................................................................9 2.4 Baja Tulangan ..................................................................................................10 2.5 Tulangan Bambu ..............................................................................................11 2.6 Kolom Beton Bertulang ...................................................................................13 2.6.1 Fungsi Kolom...................................................................................................14 2.6.2 Jenis-jenis Kolom.............................................................................................14 2.6.3 Dasar-dasar Perhitungan ..................................................................................16 2.7 Kolom Beton Bertulangan Bambu ...................................................................17 2.8 Landasan Teori.................................................................................................18 2.8.1 Analisis Penampang Kolom .............................................................................18 2.8.2 Interaksi Beban Aksial dan Momen pada Kolom ............................................20 2.8.2 Daktilitas Kurvatur...........................................................................................22 BAB III RANCANGAN KEGIATAN.........................................................................25 3.1 Tempat Penelitian ............................................................................................25 3.2 Bahan-bahan Penelitian ...................................................................................25 3.3 Alat-alat Penelitian...........................................................................................25 3.4 Metode Pengambilan Sampel dan Data ...........................................................26 3.5 Prosedur Penelitian ..........................................................................................27 3.5.1 Persiapan ..........................................................................................................28
iii
3.5.2 Pemeriksaan Material.......................................................................................28 3.5.3 Rencana Benda Uji ..........................................................................................30 3.5.4 Pengujian Nilai Slump .....................................................................................30 3.5.5 Pencetakan Benda Uji ......................................................................................30 3.5.6 Pemeliharaan Benda Uji ..................................................................................31 3.5.7 Pengujian Benda Uji ........................................................................................31 3.5.7.1Pengujian Kuat Lentur Kolom .......................................................................31 3.5.7.2Pengujian Kuat Tekan Beton .........................................................................32 3.5.8 Analisis Menggunakan Software .....................................................................33 3.6 Analisis Data ....................................................................................................34 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................35 4.1 Hasil Pemeriksaan Bahan ................................................................................35 4.1.1 Pengujian Kuat Tarik Bambu Petung ..............................................................36 4.1.2 Pengujian Kuat Tekan Beton ...........................................................................37 4.2 Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Lentur Kolom Beton Bertulangan Bambu ...38 4.3 Diagram Interaksi Gaya Aksial-Momen (Diagram P-M) ................................39 4.4 Daktilitas Kurvatur Kolom Beton Bertulangan Bambu ...................................44 4.5 Analisis Menggunakan Software SAP 2000 ....................................................50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................56 5.1 Kesimpulan ......................................................................................................60 5.2 Saran ................................................................................................................61 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4
Hubungan tegangan-regangan beton..........................................................7 Diagram tegangan-regangan bambu dan baja ............................................14 Jenis-jenis penampang kolom ....................................................................17 Distribusi tegangan-regangan kolom bertulangan bambu .........................18 Diagram tegangan-regangan kolom beton bertulang .................................19 Batasan daktilitas kurvatur .........................................................................23 Bagan alir kerangka penelitian...................................................................27 Pengujian kuat tarik bambu .......................................................................29 Pengujian kuat tekan kolom .......................................................................32 Pengujian kuat lentur kolom ......................................................................32 Pengujian kuat tekan beton ........................................................................33 Dimensi Spesimen Uji Kuat Tarik Bambu Petung ....................................27 Diagram Tegangan-regangan bambu petung dengan nodia.......................29 Diagram Interaksi kolom beton dengan tulangan bambu (teoritis)............44 Grafik Hubungan Beban dan Momen (p-m) Kolom Beton Dengan Tulangan Bambu (Eksperimen) .................................................................................45 Gambar 4.5 Kontur tegangan kolom pipih dengan luas tulangan 1% ...........................57 Gambar 4.6 Kontur tegangan kolom pipih dengan luas tulangan 3% ...........................58 Gambar 4.7 Kontur tegangan kolom pipih dengan luas tulangan 6% ...........................58
v
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6
Bahan Baku Penyusun Semen Portland Tipe I ..........................................8 Tegangan tarik bambu kering oven............................................................13 Tegangan tarik bambu kering oven tanpa nodia ........................................13 Hasil uji kuat tekan beton dengan silinder .................................................37 Hasil uji kuat tekan kolom .........................................................................38 Hasil uji kuat lentur kolom ........................................................................38 Hasil perhitungan analisa penampang kolom beton pipih dengan tulangan bambu .........................................................................................................44 Daktilitas kurvatur kolom pipih beton dengan tulangan bambu ................51 Hasil analisa kolom beton pipih dengan software SAP 2000 ....................58
vi
DAFTAR NOTASI Ag
= Luas penampang kolom
Abm
= Luas tulangan total
Abm1
= Luas tulangan tarik bambu
Abm’
= Luas tulangan tekan bambu
a
= Jarak efektif daerah tekan penampang
C
= Jarak garis netral terhadap serat tepi tertekan
Cb
= Jarak garis netral terhadap serat tepi tertekan (kondisi balance)
Cc
= Gaya tekan dalam beton dengan tak adanya tulangan tekan
dc
= Tebal selimut beton
Ebm
= Modulus elastis bambu
Es
= Modulus elastis baja
Ec
= Modulus elastis beton
eb’
= Regangan bambu tekan
ebm
= Regangan bambu tarik
ec
= Regangan beton
ey
= Regangan leleh baja
d
= Jarak dari serat terluar ke pusat tulangan tarik
d’
= Jarak tulangan tekan ke serat tepi tertekan kolom
b
= Lebar kolom
h
= Tinggi kolom
fy
= Kuat leleh baja/bambu tulangan
f’c
= Kuat tekan silinder beton
Mn
= Kekuatan momen nominal
Mnb
= Kekuatan momen nominal per satuan jarak sepanjang garis leleh
P
= Beban hancur beton
Po
= Kuat tekan sentris
Pnb
= Kuat tekan keadaan seimbang
e
= Eksentrisitas pada kolom
ϕ
= Kurvatur
ϕu
= Kurvatur ultimate
ϕγ
= Kurvatur leleh
εbm
= Regangan bambu tulangan
εcu
= Regangan maksimum beton
UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, Ida Sang Hyang Widhi Wasa atas rahmat yang dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Perilaku Lentur Kolom Beton Pipih dengan Tulangan Bambu”. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan studi di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak akan terwujud tanpa adanya bantuan, bimbingan, saran, motivasi serta doa dari berbagai pihak pada waktu penyusunan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat : 1. Bapak Ir. I Nyoman Sutarja, MS dan Bapak Ir. Dharma Putra, MCE, selaku Dosen pembimbing atas segala dukungan, bantuan, saran dan bimbingannya sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 2. Keluarga semua yang telah banyak memberikan motivasi dan semangat serta doa sehingga penulis tidak pernah putus asa selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak kepala beserta seluruh staf teknisi Laboratorium Bahan dan Struktur Program Studi Teknik Sipil Universitas Udayana. 4. Bapak kepala beserta seluruh staf teknisi Laboratorium Logam Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana. 5. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Sipil Reguler ’07 yang telah banyak membantu baik pada saat penelitian di laboratorium maupun pada saat analisa data. 6. Seluruh sahabat dan semua pihak yang tidak pernah berhenti untuk memberikan dukungan dan motivasi hingga terselesainya Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa isi dan materi dari Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan kemampuan dan wawasan yang dimiliki. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bermanfaat sangat penulis harapkan demi kesempurnaannya.
Denpasar, Oktober 2011 Penulis
