4.1 Hasil Uji Tulangan dan Cylinder Beton
Pengujian tarik benda uji tulangan, memberikan tegangan leleh (Fy) sebesar 330 Mpa, pada regangan 0,2% dan tegangan ultimit (Fu) sebesar 433 Mpa, pada regangan 30% . Kondisi tegangan leleh terjadi pada rentang tegangan dari 0,2% sampai 3,5%.
Selanjutnya pengujian tekan ke tiga benda uji cylinder beton memberikan kuat tekan rata (fc) sebesar 26 Mpa dengan bentuk keruntuhan tarik radial yang terjadi pada tepi samping cylinder. Kuat tekan ini medekati kuat tekan rencana yaitu sebesar 25 Mpa.
4.2 Hasil Uji Pull-out
Hasil beban ultimit yang didapat dari pengujian pull-out kelompok tulangan tanpa kait, kelompok tulangan dengan variasi sengkang dan kelompok tulangan dengan kait di tunjukan dalam tabel 4.1.
Tabel 4.1. Beban Ultimit Pull-out Test
Kelom-pok Benda Uji Panjang penyaluran Ujung tulangan Tulangan kekangan Beban Ultimit (kN) Teg. Rekatan (Mpa) Kerun- tuhan (d) ( mm) (1) Tulangan tanpa kait
P1TK 10 d 110 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 100 19,8 5,21 Slip P2TK 15 d 165 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 100 27,6 4,84 Slip P3TK 20d 220 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 100 31,5 4,14 Slip P4TK 25 d 275 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 100 32,2 n.a. putus P5TK 30 d 330 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 100 32,1 n.a. putus P6TK 32 d 352 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 100 32,2 n.a. putus (2)
Variasi sengkang
P7TK 25 d 275 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 50 32,3 n.a. putus P8TK 25 d 275 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 75 32,0 n.a. putus P4TK 25 d 275 mm Tanpa Kait dia.7,2 – 100 32,2 n.a. putus (3)
Tulangan kait
P9 K 5 d 65 mm Kait ujung dia.7,2 – 100 21,9 n.a. Slip P10K 10 d 110 mm Kait ujung dia.7,2 – 100 32,0 n.a. Slip P11K 15 d 165 mm Kait ujung dia.7,2 – 100 32,3 n.a. putus
Keterangan: n.a. artinya tidak tersedia
Pola keruntuhan yang didapat dari benda uji pull-out untuk tulangan tanpa kait adalah terjadinya slip pada tulangan, untuk benda uji yang panjang penyalurannya (Ld) ≤ 20d, dan
30
tulangan putus pada benda uji Ld 25d. Pada benda uji pull-out untuk tulangan dengan kait, keruntuhan slip terjadi pada penyalurannya (Ld) ≤ 10d, dan kuruntuhan akibat tulangan putus terjadi pada Ld 15d. Pada keruntuhan slip terjadi kegagalan geser pada permukaan kontak antara beton dengan tulangan. Besar tegangan geser rata-rata akan berkurang seiring dengan bertambahnya panjang penyaluran seperti yang terlihat pada tabel 4.1 untuk benda uji P1TK s/d P3TK dengan Ld 10d s/d 20d. Pada benda uji dengan Ld > 20d keruntuhan terjadi akibat putus dari tulangan sehingga dapat diambil kesimpulan gaya geser ultimit oleh benda uji dengan Ld = 20d. Pada keruntuhan geser, gaya geser rata-rata dapat dihitung dengan membagi beban ultimit dengan luas permukaan tulangan yang tertanam. Selanjutnya untuk tulangan dengan kait, gaya geser ultimit diberikan pada benda uji dengan Ld = 10d. Akan tetapi pada kasus ini tegangan geser rata-rata tidak bisa dihubungkan dengan Ld karena adanya kait.
Data hubungan antara beban terhadap panjang penyaluran untuk kelompok tulangan tanpa kait dan dengan kait diplot dalam bentuk grafik yang ditampilkan pada gambar 4.1 dan 4.2. Kelompok tulangan dengan variasi jarak sengkan tidak ditampilkan dalam bentuk grafik karena memberikan hasil yang sama. Dari gambar 4.1 dapat dilihat bahwa, untuk tulangan tanpa kait, sampai dengan panjang penyaluran (Ld) 15 d, beban sebanding dengan panjang penyaluran, kemudian beban meningkat secara nonlinier sampai Ld = 20 d, dan akhirnya beban tidak bertambah lagi (konstan) pada Ld > 20 d. Sedangkan dari gambar 4.2, untuk tulangan dengan kait, terlihat bahwa peningkatan beban secara linier terjadi pada Ld < 10, kemudian beban tidak menunjukkan pertambahan yang berarti (konstan) pada Ld > 10 d. Pola keruntuhan benda uji pull-out kelompok 1 (tulangan tanpa kait) dengan panjang penyaluran 10d dan 15d adalah terjadinya pergerseran yang besar akibat keruntuhan beton disekitar permukaan. Ini menandakan bahwa panjang lewatan belum terpenuhi untuk memberikan kekuatan maksimum. Selanjutnya untuk benda uji dengan panjang penyaluran 20d tulangan mengalami leleh dengan deformasi yang sangat besar.
Pada semua benda uji tidak terlihat adanya retak pada selimut beton yang menandakan bahwa beton mengalami keruntuhan tekan pada permukaan kontak antara beton dengan
31
tulangan. Sehingga selimut beton sebesar 2d dan tulangan sengkang dengan jarak 100 mm cukup memberikan kekangan pada tulangan.
Dari hasil pengujian tulangan tanpa kait dengan jarak sengkang 100mm dan tebal selimut 2d didapat gaya rekatan ultimit sebesar 31,5 kN pada panjang penyaluran 20d. Sementara itu, panjang penyaluran berdasarkan formula SNI (persamaan 2.4), dengan memakai Fy 330 Mpa dan fc 26 Mpa, memberikan hasil sebesar 31d. Jika dibandingkan hasil pengujian dengan SNI, terlihat bahwa prediksi panjang penyaluran dengan formula SNI memberikan hasil 50% lebih besar dari hasil pengujian. Ini berarti bahwa formula SNI tersebut memberikan faktor keamanan sebesar 1,5 kali dari hasil pengujian.
0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 35 Load (kN) Panjang penyaluran (Ld)
Load vs Ld (tanpa kait)
0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 Load (kN) Panjang penyaluran (Ld)
Load vs Ld (dengan kait)
Gambar 4.1 Beban Vs. Panjang penyaluran tanpa kait
32
Pada benda uji yang mengalami keruntuhan geser, tegangan rekatan atau tegangan geser rata-rata yang terjadi pada permukaan tulangan tidak lain adalah beban ultimit, dibagi luas permukaan tulangan atau;
𝜏𝑎𝑣 = 𝑇𝑢 𝜋 ∗ 𝑑 ∗ 𝑙
Angka pada kolom 8 tabel 4.1 adalah nilai tegangan rekatan dari benda uji yang mengalami slip. Dari kolom tersebut dapat dilihat bahwa tegangan rekatan rata-rata berkurang seiring dengan bertambah panjangnya tulangan yang tertanam. Nilai tersebut akan mencapai mimnimum pada saat gaya rekatan sama dengan kuat leleh dari tulangan. Sehingga untuk benda uji yang mengalami kegagalan putus pada tulangan maka berarti gaya rekatannya melebihi kuat leleh dari tulangan. Nilai minimum inilah yang dianggap sebagai tegangan rekatan dari tulangan tersebut. Dari serial benda uji pull-out ini didapat tegangan rekatan sebesar 4,14 MPa. Sementara itu, tegangan rekatan yang di dapatkan oleh S Pull (2010) untuk benda uji tulangan diameter 12mm dan kuat tekan beton 35,6 Mpa adalah sebesar 6,17 Mpa. Berdasarkan hubungan linier antara tegangan rekatan dengan akar kuat tekan beton (f’c), hasil penelitian S Pull, dikonversi untuk kuat tekan beton 26 Mpa memberikan hasil kuat rekatan sebesar 5,3 Mpa. Angka ini lebih besar 28% dari hasil yang didapat pada penelitian ini. Hal ini dimungkinkan karena penelitian S Pull menggunakan tulangan yang terletak ditengah sehingga memberikan kekangan beton yang lebih besar.
Pola keruntuhan benda uji pull-out kelompok 2 (tulangan tanpa kait dengan variasi jarak sengkang) menunjukan terjadinya leleh pada tulangan untuk semua benda uji. Ini menandakan bahwa jarak sengkang yang terbesar (100mm) cukup untuk memberikan kekangan pada tulangan. Dengan meninjau ratio luas tulangan sengkang terhadap jarak sengkang sebagai satu variabel yang mempengaruhi kuat rekatan, angka ratio luas terhadap jarak sengkang pada penelitian ini adalah 0,95. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa ratio maksimum luas terhadap jarak adalah sebesar 0,95, karena benda uji dengan ratio yang lebih besar dari nilai itu tidak memberikan peningkatan kuat rekatan.
Selanjutnya pola keruntuhan benda uji pull-out kelompok 3 (tulangan dengan kait) menunjukkan untuk panjang penyaluran 5d terjadi pergeseran yang besar pada tulangan
33
akibat keruntuhan beton disekeliling tulangan, sedangkan untuk panjang lewatan 10d keruntuhan terjadi akibat leleh dari tulangan. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa panjang penyaluran untuk tulangan dengan kait adalah 10d. Akan tetapi, formula SNI memberikan nilai sebesar 16,2d. Ini berarti bahwa formula SNI memberikan hasil 62% lebih besar dari hasil penelitian, atau dengan kata lain formula SNI memberikan angka keamanan sekitar 1,5. Dari interpolasi kurva beban terhadap panjang penyaluran didapat gaya penjangkaran yang diberikan oleh kait standar tulangan diameter 11 mm adalah 10 kN. Jika nilai ini dibandingkan dengan kuat leleh daritulangan maka dapat disimpulkan besar gaya penjangkaran adalah 1/3 dari kuat leleh tulangan.
4.3 Hasil Uji Beam-splice
Hasil pengujian beam-splice berupa data hubungan beban terhadap deformasi vertikal balok ditengah bentang. Data yang dicatat dibatasi untuk deformasi vertikal yang nilainya mendekati L/200 atau 6mm. Hasil data beban-deformasi untuk ke empat benda uji ditampilkan dalam tabel 4.2. Selanjutnya data tersebut di plot dalam bentuk grafik yang ditampilkan pada gambar 4.3.
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Benda Uji Beam-Splice
B1TK (Ld = 20d) B2TK (Ld = 30d) B3TK (Ld = 35d) B4TK (Ld = 40d) Load(kN) ∆(10-3cm) Load(kN) ∆(10-3cm) Load(kN) ∆(10-3cm) Load(kN) ∆(10-3cm)
0 0 0 0 0 0 0 0 2.5 16 2,5 20 2.5 12 2.5 8 5 42 5 40 5 25 5 19 7.5 90 7,5 85 7.5 55 7.5 45 10 155 10 150 10 100 10 90 12.5 251 12,5 235 12.5 160 12.5 150 14 370 15 345 15 245 15 230 14.5 550 16 440 17.5 400 17.5 370 11.5 700 16,5 545 18 660 18 600 13 680 16 900 16 880
Hasil pengujian lentur pada benda uji memberikan bahwa, keempat benda uji balok menunjukkan terjadi keruntuhan lentur dengan terlihatnya retak pada bagian sisi bawah beton yang semakin melebar seiring dengan meningkatnya beban. Pada benda uji B1TK dan B2TK, retak pertama mulai terlihat pada beban 7,5 kN sedangkan pada benda uji B3TK
34
dan B4TK, retak pertama mulai terlihat pada beban 10 kN. Lokasi retak pertama selalu terjadi pada sisi bawah tepat dibawah beban. Selanjutnya dengan bertambahnya beban, terbentuk lagi beberapa retak baru yang terjadi pada lokasi diantara dua beban terpusat. Pada benda uji B3TK dengan panjang lewatan 35d didapat beban maksimum 18 kN, dengan lendutan 5 mm. Bertambahnya panjang lewatan dari 35d ternyata tidak memberikan penambahan beban maksimum. Hal ini berarti bahwa panjang lewatan untuk kuat tekan beton 26 Mpa sebesar 35d. Rumus SNI untuk, Fy 330 Mpa dan Fc 26 Mpa, memberikan panjang lewatan sebesar 40d. Jadi prediksi panjang lewatan dengan rumus SNI sedikit lebih besar dibandingkan dengan hasil experiment (sekitar 14%), sehingga berdasarkan pada hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa rumus SNI memberikan angka keamanan 1,14.
Kuat rekatan adalah rekatan rata-rata pada beban ultimit. Ini terjadi pada panjang lewatan sebesar 35d. Dengan mengasumsikan kuat leleh tulangan sama dengan gaya rekatan ultimit yang diberikan tulangan maka rekatan ultimit didapat dari benda B3TK sebesar 2,36 Mpa. Nilai ini sekitar 57% dari kuat rekatan yang didapat dari benda uji pull-out. Hal ini menunjukkan benda uji sambungan lewatan memiliki kuat rekatan yang lebih kecil dari benda uji dengan tulangan tunggal.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 200 400 600 800 1000 Load (kN) Lendutan (10-3 cm)