Bambu mempunyai kekuatan tarik sejajar serat yang tinggi. Morisco (1999) kekuatan tarik bamboo dilihat bukan berdasarkan letak potongan pangkal, tengah dan ujung, namun didasarkan pada ketebalan. Janssen (1980) menyatakan bahwa kekuatan tarik bambu akan menurun dengan meningkatnya kadar air, kekuatan tarik maksimum bagian luar bamboo atau kulit bambu paling besar dibandingkan dengan bagian-bagian yang lain. Kekuatan kulit bamboo (bagian luar) sangat jauh lebih tinggi daripada kekuatan bambu bagian dalam.
Tebal kulit bamboo relatif seragam di sepanjang batang, sedangkan tebal bambu sangat bervariasi dari pangkal sampai ujung batang bamboo. Sehingga untuk menilai kekuatan tarik dari bambu sebaiknya berdasarkan ketebalannya kulitnya, sehingga diperoleh hasil yang konsisten.
Hakim (1987) menyatakan bahwa jenis bambu belah dengan nodia berpengaruh sangat nyata terhadap kekuatan tarik maksimum bambu belah tanpa nodia, sedangkan posisi contoh benda uji tidak berpengaruh secara nyata dan dalam penelitiannya rata-rata kekuatan tarik pada bambu bambu Petung 3958,2324 kg/cm2.
Penelitian Morisco (1999), memperlihatkan kekuatan tarik bambu dapat mencapai sekitar dua kali kekuatan tarik baja tulangan. Sebagai pembanding dipakai baja tulangan beton dengan tegangan luluh sekitar 240 MPa yang mewakili baja beton yang banyak terdapat di pasaran. Dari penelitian diperoleh bahwa kuat tarik kulit bambu Ori cukup tinggi yaitu hampir mencapai 500 MPa, sedang kuat tarik rata-rata bambu Petung juga lebih tinggi dari tegangan luluh baja, hanya satu spesimen yang mempunyai kuat tarik lebih rendah dari tegangan luluh baja.
Kekuatan bambu sebagai bahan struktur bangunan dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain adalah:
1. Umur bambu saat dipotong,
2. Lingkungan dimana bambu tumbuh yaitu bambu yang tumbuh di lereng gunung mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan bambu yang ditanam di daerah lembah
3. Posisi atau letak potongan (pangkal, tengah dan ujung).
Agar bambu dapat digunakan secara maksimal sebagai bahan konstruksi maka sifat mekanika dari bamboo harus diketahui terlebih dahulu. Berdasarkan hasil penelitian dari Universitas Gajah Mada dari tahun 2002 sampai 2010 mengenai sifat mekanika dari bambu petung adalah pada table berikut ini.
Tabel 2.9 Nilai sifat mekanika dari bambu petung No Sifat Mekanika Bambu (MPa) Standar Deviasi (MPa)
1 Kuat lentur 134.972 42.389
2 Kuat tarik sejajr serat 228 94.458 3 Kuat tekan sejajar serat 49.206 10.986 4 Kuat tekan tegak lurus serat 24.185 18.837 5 Kuat geser sejajar serat 9.505 2.846 6 Modulus elastisitas lentur 12888.477 4891.824
2.8Balok
Balok dikenal sebagai elemen lentur, yaitu elemen struktur yang dominan memikul gaya dalam berupa momen lentur dan juga geser. Beton bertulang merupakan gabungan
dari dua jenis bahan: beton polos, yang memiliki kekuatan tekan yang tinggi akan tetapi mempunyai kekuatan tarik yang rendah, dan batangan-batangan baja yang ditanamkan di dalam beton dapat memberikan kekuatan tarik yang diperlukan.
Gambar 2.15 Tulangan dalam balok beton bertulang
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dan perlu mendisain balok beton bertulang. 1. Lokasi tulangan
Tulangan dipasang di bagian struktur yang membutuhkan, yakni pada lokasi dimanabeton tidak sanggup melakukan perlawanan akibat beban, yakni di daerah tarik.
2. Tinggi minimum balok
SNI beton 2002 menyajikan tinggi minimum balok sebagai berikut: • Balok di atas dua tumpuan:hmin=L/16.
• Balok dengan satu ujung menerus:hmin=L/18,5. • Balok dengan kedua ujung menerus:hmin=L/21. • Balok kantilever:hmin= L/8.
L = panjang panjang bentang dari tumpuan ke tumpuan.
3. Selimut beton (concrete cover) dan jarak tulangan.
Selimut beton adalah bagian beton terkecil yang melindungi tulangan.Selimut beton ini diperlukan untuk memberikan daya lekat tulangan ke beton, melindungi tulangan dari korosi, melindungi tulangan dari panas tinggi jika terjadi kebakaran yang menyebabkan menurun/hilangnya kekuatan baja tulangan. Tebal minimum selimut beton untuk balok adalah :40 mm(SNI beton 2002 pasal 9.7)
Gambar 2.16 Selimut beton
Menurut SNI beton pasal 12.5.1 tulangan minimum balok diambil nilai terbesar dari dua rumus berikut :
1.
As
min =��′�4��
b
wd
2. Asmin =1.4
��
b
wd
b
wadalah lebar badan balokTipe keruntuhan pada beton bertulang : 1. Compression Failure (Keruntuhan Tekan)
Keruntuhan tekan terjadi bila presentasi baja tulangan suatu penampang balok relatif besar (balok perkuatan berlebihan, overrinforced beams), sehingga tegangan di serat beton lebih dulu mencapai kapasitas maksimumnya sebelum tegangan leleh maksimum tulangan baja tercapai. Pada tahap ini, regangan baja tulanga , dan regangan beton. Keruntuhan terjadi di daerah tekan beton, terjadi secara tiba-tiba dan disertai ledakan bunyi ledakan beton hancur, dan sebelumnya tidak ada tanda-tanda berupa defleksi yang besar.
2. Tension Failure (Keruntuhan Tarik)
Keruntuhan tarik akan terjadi bila presentase baja tulangan suatu penampang balok relative kecil (balok perkuatan kurang, underreinforced beams) sehingga tulangan akan lebih dahulu mencapai tegangan lelehnya sebelum tegangan tekan beton mencapai maksimum. Pada tahap ini, regangan baja tulangan, dan regangan beton dan akan terus berlanjut hingga . Tanda-tanda keruntuhan ini adalah timbulnya retak-retak pada daerah tarik.
3. Balance Failure (Keruntuhan Seimbang)
Keruntuhan seimbang terjadi apabila beton maupun baja tulangan mencapai regangan dan tegangan maksumumnya secara bersama, keruntuhan ini terjadi secara serentak.
Dari ketiga tipe, keruntuhan tarik (Tension Failure) yang digunakan dalam mendesain beton bertulang, dengan dasar faktor keselamatan. Pada jenis keruntuhan ini rasio tulangan�<��
SNI beton 2002 membatasi rasio tulangan maksimum balok:
ρ
max= 0,75ρDimana:
�
�=
0.85 �1 �,���
�
600+ 600� ��
2.8.1 Kuat Geser Balok
Pembahasan mengenai balok terlentur harus dipertimbangkan bahwa pada saat yang sama balok juga menahan gaya geser akibat lenturan. Kondisi kritis geser akibat lentur ditunjukkan dengan timbulnya tegangan-regangan tarik tambahan di tempat-tempat tertentu pada komponen struktur terlentur. Apabila gaya geser yang bekerja sedemikian besar hingga di luar kemampuan beton untuk menahannya, perlu memasang baja tulangan tambahan untuk menahan geser tersebut. Terjadinya retak tarik lenturan pada balok tanpa tulangan merupakan peringatan awal kerusakan geser (Dipohusodo, 1994).
Perencanaan didasarkan pada anggapan bahwa beton menahan sebagian dari gaya geser, sedangkan kelebihannya atau kekuatan geser di atas kemampuan beton untuk menahannya dilimpahkan kepada tulangan baja geser. Cara yang umum dilaksanakan dan lebih sering dipakai untuk penulangan geser adalah dengan menggunakan sengkang. Penulangan dengan sengkang hanya memberikan andil terhadap sebagian pertahanan geser, karena formasi atau arah retak yang miring.
2.8.2 Kuat Lentur Balok
Tes lentur yang sering disebut modulus of rupture menunjukan nilai kekuatan tarik yang lebih tinggi Modulus of rupture dihitung dari rumus lentur balok :
�
��= ��
��
2Dimana:
P = beban runtuh (kg) L = panjang bentang (cm) B = lebar balok (cm) D = tinggi balok (cm)
2.9Balok bertulangan bambu
Untuk mengatasi akan ketergantungan pemakaian baja tulangan pada beton yang semakin mahal,digunakan alternatif material lain pengganti baja tulangan dengan yang renewable, mudah danmurah didapat, yaitu berupa tulangan dari kulit bamboo dengan memperhatikan beberapa hal yaitu:
2.9.1 Kuat Lekat Tulangan Bambu pada Beton
Kuat lekat yang merupakan hasil dari berbagai parameter, seperti adhesi antara beton dengan permukaan tulangan dan tekanan beton yang telah mengeras terhadap tulangan akibat adanya susut (pengeringan) pada beton (Nawy, 1998). Selain itu saling bergeseknya tulangan dan beton sekitarnya yang disebabkan oleh tulangan tarik, menyebabkan peningkatan tahanan terhadap gelincir. Efek total ini disebut sebagai lekatan.
Menurut Pathurahman, et al (2003), penggunaan tulangan bambu dalam beton kurang baik karena lekatan antara bambu dan semen kurang baik karena bambu sangat higroskopis, sehingga kandungan air pada bambu sangat mempengaruhi kembang susut dari bambu yang akan mempengaruhi lekatan antara bambu dan beton karena setelah pasta beton mengeras bambu tidak dapat menyerap air sehingga mengalami penyusutan. Akibat dari bambu yang menyusut menimbulkan rongga udara disekeliling tulangan bamboo. Oleh sebab itu menurut Surjokusumo, et al (1993), untuk mengatasi kelemahan tersebut dengan menggunakan bambu yang sudah tua usianya sehingga daya serap dan kelembabannya kecil dan melapisi batang bambu dengan bahan kedap air seperti vernis, cat dan cairan aspal, tetapi harus dihindari licinnya permukaan bambu akibat pemakaian bahan-bahan tersebut, karena hal itu akan mengurangi daya lekat. Dengan divernis, kadar air bambu dapat dijaga dan penyusutan dapat dicegah sehingga gaya gesek permukaan antara tulangan dengan beton dapat dipertahankan. Untuk memperbaiki lekatan antara bambu dan beton juga dengan menggunakan bambu pilinan. Dengan dipilin, antara untaian tulangan bambu yang terisi oleh spesi beton ketika dilakukan pengecoran (Rochman, 2007)
Menurut Rohman (2005), pada balok uji beton bertulangan bambu yang berukuran 100x150x1500 mm, beban retak awal meningkat 9,2% pada balok uji dengan tulangan bambu divernis dan meningkat 20,1% pada balok uji dengan tulangan bambu dipilin. Balok uji meningkat sampai 16,21% setelah pada tulangan bambu diberi perlakuan dengan dilapisi vernis, dan meningkat 32,43% setelah pada tulangan bambu diberi perlakuan dengan dipilin.