TINJAUAN KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR DINDING PANEL DENGAN MENGGUNAKAN PERKUATAN DIAGONAL TULANGAN BAJA
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Diajukan oleh : SETIA HARTADI NIM : D 100 110 087 NIRM : 11.6.106.03010.5.00087
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
i
LEMBAR PENGESAHAN TINJAUAN KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR DINDING PANEL DENGAN MENGGUNAKAN PERKUATAN DIAGONAL TULANGAN BAJA Tugas Akhir Diajukan dan dipertahankan pada ujian pendadaran Tugas Akhir di hadapan dewan penguji pada tanggal 17 Desember 2015 Diajukan oleh: SETIA HARTADI NIM : D 100 110 087 NIRM : 11.6.106.03010.5.00087
Susunan Dewan Penguji : Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Yenny Nurchasanah, ST.. MT NIK : 921
Muhammad Ujianto, ST.. MT NIK : 728 Anggota
Mochamad Solikhin, ST.,MT.,PhD NIK : 792 Tugas Akhir ini diterima salah satunya persyaratan Untuk mencapai derajat S-1 Teknik Sipil Surakarta, Januari 2016
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Prodi Teknik Sipil
Ir. Sri Sunarjono, MT., PhD NIK : 682
Mochamad Solikhin, ST.,MT.,PhD NIK : 792
ii
MOTTO “...Ingatlah hanya dengan mengingat Allah-lah hati akan tenang” (Q.S. Ar Ra’du : 28) “Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat kecuali orang-orang yang khusyu’..” (Q.S. Al Baqarah :45) “Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman dan berilmu sampai beberapa derajat.” ( Q.S. Al-Mujadilah :11 ) “ Carilah kenikmatan iman pada tiga hal : dalam sholat, zikr, dan membaca Al Qur’an. Jika kamu mendapatkannya (maka beruntunglah kamu), jika tidak maka ketahuilah bahwa pintu kebaikan telah tertutup” (Iman Hasan Al Basri) “Ibu adalah sebuah kata yang penuh harapan dan cinta, kata yang manis dan sayang keluar dari relung hati. Ibu adalah segalanya pelipur duka, harapan dikala sengsara dan kekuatan disaat tak berdaya. Dialah sumber cinta, belai kasih, simpati dan ampunan. Barang siapa kehilangan ibu, ia akan kehilangan suatu semangat yang senantiasa melimpahkan restu dan lingkungan” ( Khalil Gibran ) “Sahabatku adalah kebutuhan jiwa yang mendapat imbangan, dialah ladang hati yang kau taburi dan kau pungut buahnya penuh rasa terima kasih” ( Khalil Gibran)
iii
PERSEMBAHAN Karya ini ku persembahkan untuk :
Allah SWT yang telah meridhokan karya ini untukku.
Ayahanda dan ibunda tercinta, terimakasih atas do’a dan supportnya. Semoga Allah memberikan balasan yang lebih baik dari apa yang telah engkau berikan kepadaku.
Kakakku tersayang, terimakasih atas do’a dan dukungannya.
Teman-teman seperjuanganku, Herry, Dikka, Tri, Sheget, Jodi, Deddy & Adi. Serta team dinding panel : Hafid, Saiful, Bayu, Adit, dan Gagah terimakasih atas kerjasama dan bantuannya.
Keluarga Kecilku “Kost Putra An-nur” yang selama ini memberiku suatu pelajaran dan kebersamaan berharga yang tak terniai, thank my litle family
dan temen-temen sipil 2011 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih atas semengat dan do’anya..
iv
PRAKARTA
Assalamualaikum Wr. Wb Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga persyaratan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program S-I pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir. Kemudian dengan selesainya tugas akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1)
Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, PhD., Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2)
Bapak Mochammad Solikin, ST, MT, PhD., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan selaku Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan nasehatnya.
3)
Ibu Yenny Nurchsanah, ST, MT., ., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta
dan
selaku
Pembimbing Utama sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan nasehatnya. 4)
Bapak H. Muhammad Ujianto, ST, MT., selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan nasehatnya.
5)
Bapak Kuswartomo, ST, MT., selaku dosen pembimbing akademik.
6)
Bapak Ir. H.A. Karim Fatchan, MT, selaku Ketua Laboratorium Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7)
Bapak Ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
v
8)
Orangtuaku tercinta yang tanpa henti memperjuangkan kebahagiaan untuk ananda. Keberhasilan ini tak kan pernah ada tanpa dukungan Bapak Ibu
9)
Seluruh karyawan Program Studi Teknik Sipil yang telah melayani dan membantu penyusunan Tugas Akhir ini
10) Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2011 atas hari-hari yang pernah terlewati bersama 11) Semua pihak yang tidak dapat disebut satu persatu yang telah memberi dukungan dan bantuannya. Akhirnya penyusun menyadari bahwa hasil dari penulisan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Namun dengan terselesaikannya tugas akhir ini semoga bermanfaat bagi penyusun maupun pembaca. Amin Wassalamu’alaikum Wr, Wbr
Surakarta, Oktober 2015
Penyusun
vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL............................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii MOTTO ............................................................................................................... iii PERSEMBAHAN ................................................................................................ iv PRAKATA ........................................................................................................... v DAFTAR ISI ........................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii DAFTAR NOTASI ............................................................................................ xiv ABSTRAKSI ..................................................................................................... xv ABSTRACTION................................................................................................. xvi BAB I. PENDAHULUAN ... ............................................................................... 1 A. Latar Belakang...................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah ............................................................................... 3 C. Tujuan Penelitian ................................................................................. 3 D. Manfaat Penelitian ............................................................................... 3 E. Batasan Masalah .................................................................................. 4 F. Keaslian Penelitian .............................................................................. 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 6 A. Dinding Panel ...................................................................................... 6 B. Beton Ringan ....................................................................................... 6 C. Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Beton ........................................ 8 1. Agregat .................................................................................... 8 2. Jenis dan Jumlah Semen .......................................................... 9 3. Faktor Air Semen ..................................................................... 9 4. Umur Beton .............................................................................10 5. Perawatan (Curing) ..................................................................11 BAB III. LANDASAN TEORI ............................................................................12 A. Umum ..................................................................................................12 B. Material Penyusun Beton .....................................................................12
vii
1. Semen Portland ........................................................................12 2. Air ............................................................................................14 3. Agregat ....................................................................................15 4. Baja Tulangan ..........................................................................15 C. Perencanaan Campuran Dinding Panel ...............................................16 D. Pengujian Dinding Panel .....................................................................17 1. Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan ......................................17 2. Pengujian Berat Jenis Silinder Beton .......................................17 3. Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ......................................18 4. Pengujian Kuat Tekan Dinding Panel ......................................18 5. Pengujian Kuat Lentur Dinding Panel ......................................19 BAB IV. METODE PENELITIAN ......................................................................20 A. Bahan Penelitian ..................................................................................20 1. Air ....................................................................................................20 2. Agregat Halus .................................................................................20 3. Agregat Kasar .................................................................................21 4. Semen Portland ...............................................................................21 5. Tulangan Baja ..................................................................................21 6. Kayu.................................................................................................22 B. Peralatan Penelitian ..............................................................................22 1. Ayakan Agregat ..............................................................................22 2. Mesin Penggetar Ayakan ................................................................23 3. Timbangan ......................................................................................23 4. Oven ................................................................................................24 5. Gelas Ukur ......................................................................................24 6. Tongkat Baja ...................................................................................24 7. Concrete Mixer ...............................................................................25 8. Cawan .............................................................................................25 9. Cetakan Silinder ..............................................................................26 10. Cetakan Dinding Panel ...................................................................26 11. Alat Uji Kuat Tarik .........................................................................26
viii
12. Alat Uji Kuat Tekan.........................................................................27 13. Alat Uji Kuat Lentur .......................................................................27 14. Alat Penunjang ................................................................................28 C. Tahap Penelitian ..................................................................................28 1. Tahap I : Persiapan alat dan penyediaan bahan ..............................28 2. Tahap II : Pemeriksaan Bahan ........................................................28 3. Tahap III : Perencanaan Campuran dan pembuatan benda uji .......28 4. Tahap IV : Pengujian benda uji ......................................................29 5. Tahap V : Analisis dan pembahasan ...............................................29 B. Pelaksanaan Penelitian ........................................................................31 1. Pemeriksaan Bahan .....................................................................31 1a). Pemeriksaan Air ...........................................................31 1b). Pemeriksaan Semen .....................................................31 1c). Pemeriksaan Agregat Halus ........................................31 1d). Pemeriksaan Agregat Kasar ........................................34 2. Perencanaan Campuran ...............................................................35 3. Pembuatan Benda Uji .................................................................36 3a). Silinder Beton ...............................................................36 3b). Dinding Panel ..............................................................36 4. Perawatan ...................................................................................37 5. Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan .........................................37 6. Pengujian berat jenis benda uji ..................................................38 7. Pengujian kuat tekan silinder beton ............................................38 8. Pengujian kuat tekan Dinding Panel ...........................................39 9. Pengujian kuat lentur Dinding Panel ..........................................40 BAB V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .....................................41 A. Hasil Peneriksaan Bahan Penyusun Dinding Panel .............................41 1. Pemeriksaan Semen ...................................................................41 2. Pemeriksaan Agregat Halus .......................................................41 2a). Pemeriksaan Kandungan Bahan Organik ..................41 2b). Pemeriksaan Saturated Surface Dry (SSD) .................42
ix
2c). Pemeriksaan Kandungan Lumpur ...............................42 2d). Pemeriksaan Modulud Halus Butir .............................43 2e). Pemeriksaan Gradasi Agregat Halus ..........................43 2f). Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan ..................44 3. Pemeriksaan Agregat Kasar ........................................................45 3a). Pemeriksaan Kausan Agregat Kasar ...........................45 3b). Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan ..................45 3c). Pemeriksaan Gradasi ...................................................46 4. Pengujian Kuat Tarik Baja .........................................................46 5. Adukan Beton ............................................................................47 6. Test Slump ..................................................................................47 B. Hasil Pengujian Silinder Beton ...........................................................47 1. Pengujian Berat Jenis Silinder Beton .........................................47 2. Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ........................................48 C. Hasil Pengujian Dinding Panel ............................................................48 1. Pengujian Kuat Tekan Dinding Panel ........................................48 1a). Pengujian Kuat Tekan Dinding Panel Tanpa Perkuatan Diagonal Tulangan Baja ...............................................48 1b). Pengujian Kuat Tekan Dinding Panel dengan Perkuatan Diagonal Tulangan Baja ..............................................49 2. Pengujian Kuat Lentur Dinding Panel .......................................50 2a). Pengujian Kuat Lentur Dinding Panel Tanpa Perkuatan Diagonal Tulangan Baja ................................................50 2b). Pengujian Kuat Lentur Dinding Panel dengan Perkuatan Diagonal Tulangan Baja ...............................................50 BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................53 A. Kesimpulan ..........................................................................................53 B. Saran ..................................................................................................54 PENUTUP ............................................................................................................56 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR Gambar II.1 Pengaruh Kuat Tekan pada berbagai Umur Beton ......................... 8 Gambar II.2 Kuat Tekan Beton untuk Berbagai Jenis Semen ............................ 9 Gambar II.3 Hubungan Antara Kuat Tekan Beton dan fas ................................10 Gambar III.1 Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ...........................................18 Gambar III.2 Pengujian Kuat Tekan dinding Panel ............................................19 Gambar III.3 Pengujian Kuat Lentur Dinding Panel ...........................................19 Gambar IV.1 Agregat Halus ................................................................................20 Gambar IV.2 Agregat Kasar ................................................................................21 Gambar IV.3 Semen Portland .............................................................................21 Gambar IV.4 Tulangan Baja ................................................................................22 Gambar IV.5 Kayu ...............................................................................................22 Gambar IV.6 Ayakan Agregat .............................................................................23 Gambar IV.7 Mesin Penggetar Ayakan ...............................................................23 Gambar IV.8 Timbangan .....................................................................................23 Gambar IV.9 Oven ...............................................................................................24 Gambar IV.10 Gelas Ukur ....................................................................................24 Gambar IV.11 Tongkat Baja .................................................................................25 Gambar IV.12 Concrete Molen.............................................................................25 Gambar IV.13 Cawan............................................................................................25 Gambar IV.14 Cetakan Silinder............................................................................26 Gambar IV.15 Cetakan Dinding Panel..................................................................26 Gambar IV.16 Alat Uji Kuat Tarik .......................................................................27 Gambar IV.17 Alat Uji Kuat Tekan......................................................................27 Gambar IV.18 Alat Uji Kuat Lentur .....................................................................27 Gambar IV.19 Peralatan Penunjang......................................................................28 Gambar IV.20 Bagan Alir Penelitian ...................................................................30 Gambar IV.21 Detail Dinding Panel.....................................................................37 Gambar IV.22 Detail Penulangan Dinding Panel .................................................37 Gambar IV.23 Setting up Alat Uji Kuat Tarik Baja..............................................38 Gambar IV.24 Setting up Alat Uji Kuat Tekan Silinder Beton.............................39
xi
Gambar IV.25 Setting up Alat Uji Kuat Tekan Dinding Panel.............................40 Gambar IV.26 Setting up Alat Uji Kuat Lentur Dinding Panel ............................40 Gambar V. 1 Grafik Pemeriksaan Gradasi Agregat Halus .................................44 Gambar V. 2 Grafik Kenaikan Nilai Kuat Tekan Dinding Panel .......................49 Gambar V. 3 Grafik Kenaikan Nilai Kuat Lentur Dinding Panel.......................51
xii
DAFTAR TABEL Tabel V. 1 Hasil Pemeriksaan Kandungan Bahan Organik ...............................41 Tabel V. 2 Hasil Pemeriksaan Saturated Surface Dry (SSD)............................42 Tabel V. 3 Hasil Pemeriksaan Kandungan Lumpur Agregat Halus ..................42 Tabel V. 4 Hasil Pemeriksaan Modulus Halus Butir .........................................43 Tabel V. 5 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Halus .................................44 Tabel V. 6 Hasil Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar .....................................45 Tabel V. 7 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar.......45 Tabel V. 8 Hasil Pemeriksaan Gradasi Agregat Kasar ......................................46 Tabel V. 9 Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja......................................................46 Tabel V.10 Kebutuhan Bahan Penyusun Benda uji ............................................46 Tabel V.11 Hasil Test Slump ..............................................................................47 Tabel V.12 Hasil Pengujian Berat Jenis Silinder Beton .....................................47 Tabel V.13 Hasil Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ....................................48 Tabel V.14 Hasil pengujian Kuat Tekan Dinding Panel Tanpa Perkuatan..........48 Tabel V.15 Hasil Pengujian Kuat Tekan Dinding Panel dengan Perkuatan Diagonal Tulangan Baja ..................................................................49 Tabel V.16 Persentase Kenaikan Nilai Kuat Tekan Dinding Panel....................49 Tabel V.17 Hasil pengujian Kuat Lentur Dinding Panel Tanpa Perkuatan ........50 TabelV.18
Hasil Pengujian Kuat Lentur Dinding Panel dengan Perkuatan Diagonal Tulangan Baja ..................................................................50
Tabel V.19 Persentase Kenaikan Nilai Kuat Tekan Lentur Dinding Panel ........50
xiii
DAFTAR NOTASI A
= Luas permukaan benda uji (mm2)
b
= Lebar benda uji (mm)
f’c
= Kuat tekan maksimum beton (MPa)
h
= Tinggi benda uji (mm)
L
= Panjang benda uji (mm)
MOR = Modulus of Rupture (N/mm2 atau MPa) Pmaks = Beban maksimum (N) V
= Volume (cm3)
W
= Berat beton (gr)
γc
= Berat jenis beton (gr/cm3)
л
= Phi
σ
= Kuat tarik baja (kg/cm2)
xiv
ABSTRAKSI Seiring dengan pesatnya perkembangan pembangunan saat ini, penggunaan batu bata sebagai dinding bangunan bisa digantikan penggunaanya dengan dinding panel. Dinding panel adalah salah satu dari perkembangan teknologi dibidang beton pracetak (precast). Dinding pracetak (precast) bukanlah suatu elemen struktur, yang mana dalam pemakaiannya diupayakan memiliki berat yang relatif ringan sehingga tidak memberikan beban yang berlebih bagi struktur bangunan. Pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar kuat tekan dan kuat lentur dinding panel tanpa perkuatan diagonal tulangan baja dan dinding panel dengan perkuatan diagonal tulangan baja. Baja tulangan merupakan material yang mempunyai kekuatan tarik tinggi. Pada penelitian ini baja tulangan dicoba diaplikasikan sebagai tulangan diagonal dengan faktor air semen (fas) sebesar 0,45. sampel yang digunakan adalah silinder beton dengan tinggi 15 cm dan diameter 30 cm sebanyk 5 buah, dinding panel dengan panjang 100 cm, lebar 50 cm dan tinggi 7 cm sebanyak 16 buah. Dari hasil penelitian yang dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, diperoleh rata-rata berat jenis silinder beton sebesar 1,709 gr/cm3, sehingga dapat diklasifikasikan sebagai beton ringan, dengan rata-rata kuat tekan sebesar 5,83 MPa, sedangkan pada pengujian kuat tekan dinding panel tanpa perkuatan diagonal tulangan baja sebesar 2,094 MPa, sedangkan rata-rata nilai kuat tekan dinding panel dengan perkuatan diagonal tulangan baja sebesar 2,472 MPa, dari hasil penelitian tersebut dengan menggunakan baja tulangan diagonal maka nilai kuat tekan semakin tinggi. Pada pengujian kuat lentur dinding panel tanpa perkuatan diagonal tulangan baja sebesar 2,755 MPa, sedangkan rata-rata nilai kuat lentur dinding panel dengan perkuatan diagonal tulangan baja sebesar 7,214 MPa, dari hasil penelitian tersebut dengan menggunakan baja tulangan diagonal maka nilai kuat tekan semakin tinggi. Kata Kunci : Dinding Panel, Kuat Tekan, Kuat Lentur, Perkuatan Diagonal Tulangan Baja
xv
ABSTRACTION Along with the rapid development of the current development , the use of brick as a building wall can be replaced with a wall panel usage . Wall panel is one of the technological developments in the field of precast concrete ( precast) . Precast wall ( precast) is not a structural element , which has sought to use a relatively light weight so it does not place an increased burden for the structure of the building . In this study aims to determine how much the compressive strength and flexural strength reinforcement diagonal wall panels without steel reinforcement and wall panels with a diagonal reinforcement steel reinforcement. Reinforcing steel is a material that has a high tensile strength. In this study attempted reinforcing steel reinforcement is applied as a diagonal with water factor cement (fas) of 0.45. the sample used is a concrete cylinder with a height of 15 cm and a diameter of 30 cm sebanyk 5 pieces, wall panels with a length of 100 cm, width of 50 cm and a height of 7 cm 16 units. From the results of research conducted at the Laboratory of Building Materials, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Muhammadiyah Surakarta, obtained an average density of concrete cylinders of 1,709 gr / cm3, so it can be classified as lightweight concrete, with an average compressive strength of 5.83 MPa, whereas the compressive strength testing panel wall without diagonal reinforcement steel reinforcement of 2,094 MPa, while the average value of the compressive strength of a wall panel with a diagonal reinforcement of 2,472 MPa steel reinforcement, of the research results using the value of the diagonal reinforcement steel the higher the compressive strength. In the flexural strength testing panel wall without diagonal reinforcement steel reinforcement amounting to 2.755 MPa, while the average value of flexural strength reinforcement wall panel with a diagonal of 7.214 MPa steel reinforcement, of the results of these studiesby using steel reinforcement diagonal then the higher the compressive strength. Keywords : Wall Panels , Compressive Strength , Strong Flexible, Diagonal Reinforcement Steel Reinforcement
xvi
