LAPORAN AKHIR
PENELITIAN SKEMA PENELITIAN DASAR
SIFAT DINAMIK DINDING PASANGAN BATA MENGGUNAKAN SPESI MORTAR SKBB BERBAGAI MERK (DYNAMIC PROPERTIES OF THE
MASONRY WALL STRUCTURE USING MORTAR RUBBER TIRE CRUMBS WITH VARIOUS BRANDS)
Restu Faizah, S.T., M.T. (0523027001) Martyana Dwi Cahyati, S.T., M.Eng. (0503039201) Ahmad Musthafa Masyhur (20200140140)
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
Dibiayai Oleh Lembaga Penelitian, Publikasi dan Pengabdian Masyarakat (LP3M) Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Tahun Anggaran 2020/2021
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
Kampus terpadu: Jl. Brawijaya, Geblagan, Tamantirto, Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta 55183
Telp. (0274) 387656 (hunting) Fax. (0274) 387646
PROTEKSI ISI LAPORAN AKHIR PENELITIAN
Dilarang menyalin, menyimpan, memperbanyak sebagian atau seluruh isi laporan ini dalam bentuk apapun kecuali oleh peneliti dan pengelola administrasi penelitian.
LAPORAN AKHIR PENELITIAN
Informasi Data Usulan Penelitian
1. IDENTITAS PENELITIAN A. JUDUL PENELITIAN
Sifat Dinamik Dinding Pasangan Bata Menggunakan Spesi Mortar SKBB Berbagai Merk (Dynamic properties of the masonry wall structure using mortar rubber tire crumbs with various brands)
B. SKEMA, BIDANG, TEMA, DAN TOPIK PENELITIAN
Skema Penelitian
Bidang Fokus
Penelitian Tema Penelitian Topik Penelitian
Penelitian
Dasar Material Maju Teknologi eksplorasi potensi material baru
Pendukung transformasi material sampah dan pengolahan limbah.
C. KOLABORASI DAN RUMPUN ILMU PENELITIAN
Jenis Kolaborasi
Penelitian Rumpun Ilmu 1 Rumpun Ilmu 2 Rumpun Ilmu
3
Non Kolaboratif ILMU
TEKNIK
TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN TATA
RUANG Teknik Sipil
2. IDENTITAS PENELITIAN
Nama Peran Tugas
Restu Faizah, S.T., M.T. Ketua Pengusul
Martyana Dwi Cahyati, S.T., M.Eng. Anggota Pengusul Studi numerik
Ahmad Musthafa Masyhur Mahasiswa Bimbingan Pembacaan sensor
3. MITRA KERJASAMA PENELITIAN (JIKA ADA)
Pelaksanaan penelitian dapat melibatkan mitra kerjasama, yaitu mitra kerjasama dalam melaksanakan penelitian, mitra sebagai calon pengguna hasil penelitian, atau mitra investor
Mitra Nama Mitra Kepakaran
4. LUARAN DAN TARGET CAPAIAN
Luaran Wajib
Tahun Jenis Luaran
1 Publikasi Jurnal Internasional terindeks SCOPUS,
Luaran Tambahan
Tahun Jenis Luaran
5. ANGGARAN
Rencana anggaran biaya penelitian mengacu pada PMK yang berlaku dengan besaran minimum dan maksimum sebagaimana diatur pada buku Panduan Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat.
Total Keseluruhan RAB Rp. 12,500,000 Tahun 1 Total Rp. 12,500,000
Jenis
Pembelanjaan Komponen Item Satuan Vol. Harga Satuan Total
BAHAN ATK
Kertas, tinta printer, fotocopy dll
Paket 1 Rp. 100,000 Rp. 100,000
BAHAN Bahan (Habis
Pakai)
bahan pembuatan dinding pasangan bata merah
Unit 5 Rp. 350,000 Rp. 1,750,000
BAHAN Barang
Persediaan cadangan bahan Unit 1 Rp. 150,000 Rp. 150,000 PENGUMPULAN
DATA Biaya Konsumsi konsumsi selama
pengujian 10 hari OH 20 Rp. 25,000 Rp. 500,000 SEWA
PERALATAN Peralatan Alat-alat uji
siklik quasi statik Paket 5 Rp. 200,000 Rp. 1,000,000 ANALISIS
DATA
Biaya Analisis Sampel
analisis sampel
1-5 Unit 5 Rp. 400,000 Rp. 2,000,000
PELAPORAN, LUARAN WAJIB, DAN
Publikasi Artikel di Jurnal Internasional
publication fee Paket 1 Rp. 4,000,000 Rp. 4,000,000
Jenis
Pembelanjaan Komponen Item Satuan Vol. Harga Satuan Total
LUARAN TAMBAHAN SEWA
PERALATAN Obyek kelengkapan
obyek penelitian Paket 5 Rp. 200,000 Rp. 1,000,000 PENGUMPULAN
DATA Uang Harian Tenaga tukang OH 20 Rp. 100,000 Rp. 2,000,000
5. LEMBAR PENGESAHAN
HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR PENELITIAN SKEMA:
Judul
: Sifat Dinamik Dinding Pasangan Bata Menggunakan Spesi Mortar SKBB Berbagai Merk (Dynamic properties of the masonry wall structure using mortar rubber tire crumbs with various brands)
Peneliti/Pelaksana : Restu Faizah, S.T., M.T.
NIDN : 0523027001
Jabatan Fungsional : Asisten Ahli Program Studi/Fakultas : Teknik Sipil
Nomor HP : 081804387006
Alamat surel (e-mail) : restu.faizah@umy.ac.id
Anggota
Nama : Martyana Dwi Cahyati, S.T., M.Eng.
NIDN : 0503039201
Jabatan Fungsional : Asisten Ahli Program Studi/Fakultas : Teknik Sipil
Nama : Ahmad Musthafa Masyhur
NIM : 20200140140
Prodi : Teknologi Informasi
Biaya : Rp. 12,500,000
Yogyakarta, 15 Juli 2021 Mengetahui, Kepala LP3M,
6. RINGKASAN
Limbah karet ban bekas merupakan salah satu limbah yang jumlahnya sangat melimpah, dan terus bertambah dari tahun ke tahun, namun pemanfaatannya masih sangat terbatas. Dikhawatirkan penumpukan barang sampah ini akan mengakibatkan permasalahan lingkungan. Saat ini ban bekas mulai dimanfaatkan di bidang Teknik Sipil, yaitu sebagai bahan campuran pada aspal, beton maupun mortar, dalam bentuk serutan atau serbuk. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penambahan serutan karet ban bekas pada beton atau mortar mengakibatkan kekuatan beton/mortar menurun, namun memiliki kelebihan pada sifat daktilitas, perpanjangan (elongation) dan kemampuan menyerap energi getaran (damping). Berdasarkan hasil penelitian tersebut, muncul beberapa ide pemanfaatan beton atau mortar dengan campuran serutan karet ban bekas sebagai elemen non struktural yang tidak menahan beban aksial yang besar, namun dapat meredam energi getaran apabila bangunan dilanda gempabumi. Ban bekas yang beredar di Indonesia memiliki beragam merk, seperti Goodyear, Dunlop, Pirelli, Yokohama, Gajah Tunggal, MRF, Bridgestone, Michelin, dan lain-lainnya. Masing-masing merk memiliki kekhasan pada sifat-sifat fisik maupun mekaniknya, seperti densitas, kuat tarik, kekerasan, modulus elastisitas, modulus geser, dan perpanjangan hingga putus. Ban bekas dengan berbagai merk ini jika digunakan sebagai campuan pada mortar dapat menghasilkan sifat-sifat mekanik yang berbeda-beda, dan diduga ada merk tertentu yang dapat menghasilkan perilaku redaman mortar paling bagus.
Penelitian ini memeriksa perilaku dinamik mortar dengan campuran serutan karet ban bekas (SKBB) yang berasal dari berbagai merk apabila diaplikasikan sebagai spesi dinding pasangan bata merah. Penelitian dilakukan dengan cara eksperimen, terhadap 5 buah benda uji berupa dinding pasangan bata 1x1 m2, dengan ketebalan ½ bata. 1 buah dinding menggunakan spesi dari mortar normal, sedangkan 4 buah lainnya menggunakan spesi dari mortar dengan campuran serutan karet ban bekas (mortar SKBB) berbagai merk, dengan kadar 40% terhadap volume pasir.
Dinding diberi pembebanan siklik quasi static, untuk mendapatkan sifat-sifat dinamiknya, meliputi redaman, frekuensi alami, dan kekakuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan serutan karet ban bekas sebagai bahan campuran pada spesi dapat memperbaiki perilaku damping dinding dan meningkatkan ketahanan dindingterhadap gaya lateral siklik. Selain itu, diperoleh hasil bahwa sifat-sifat serutan karet ban bekas yang digunakan berpengaruh pada sifat dinamik dinding. Karet ban bekas yang memiliki sifat lunak, elastis serta rendah modulus elastsitas dan modulus gesernya dapat memberi efek damping dinding yang lebih baik.
7. KEYWORDS
Dinding pasangan bata merah, karet ban bekas, damping, gaya lateral siklik.
8. HASIL PELAKSANAAN PENELITIAN
Dalam penelitian ini udah dilaksanakan pengujian laboratorium dengan benda uji berupa lima buah dinding pasangan bata, menggunakan pembebanan lateral siklik hingga dinding mengalami kerusakan. Dari penelitian ini diperoleh beberapa hasil sebagai berikut:
1. Dari analisis frekuensi dan kekakuan, terlihat bahwa dinding normal mengalami penurunan frekuensi dan kekakuan lebih tinggi dari dinding dengan mortar SKBB. Penurunan frekuensi dan kekakuan ini dapat dikaitkan dengan timulnya crack pada dinding, dimana kehadiran crack dapat mengakibatkan penurunan frekuensi alami/kekakuan. Fenomena ini didukung dengan pengamatan drift ratio yang menunjukkan bahwa dinding normal mengalami crack pertama pada waktu yang lebih cepat dan drift ratio yang lebih besar pula, dibandingkan dinding dengan mortar SKBB. Dari pengamatan ini dapat disimpulkan bahwa penggunaan mortar SKBB pada dinding pasangan bata dapat meningkatkan daktilitas dinding, sehingga dapat meningkatkan ketahanan dinding akibat gaya lateral siklik.
2. Dinding pasangan bata normal juga menunjukkan penurunan kemampuan redaman (damping) akibat pembebanan lateral siklik, sementara dinding dengan mortar SKBB cenderung mengalami kenaikan nilai damping seiring dengan kenaikan pembebanan lateral siklik.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penggunaan mortar SKBB pada dinding pasangan bata dapat memperbaiki perilaku redaman dan ketahanan dinding.
3. Penggunaan beberapa merk karet ban bekas dengan perbedaan pada sifat-sifat mekaniknya, diperoleh hasil bahwa sifat-sifat karet ban yang digunakan dapat mempengaruhi kemampuan redaman dinding. Dalam penelitian ini diketahui bahwa karet ban bekas yang dapat memberi efek damping dinding yang paling bagus adalah karet ban bekas yang bersifat lunak, elastis, walaupun rendah modulus elaststisitas dan modulus gesernya.
9. KESIMPULAN PENELITIAN
The dynamic behaviour of wall specimens was carried out in this study and some of the results are described below.
1. Masonry wall using normal mortar joints shows a rapid decrease in damping ability, natural frequency, and stiffness under cyclic loading.
2. The application of RTC mortar for mortar joint in masonry walls can increase the damping ratio of masonry wall structures under cyclic loading.
3. Mortar RTC with rubber tires crumb of brand-A shows the best damping behavior and is more ductile. Therefore, it is recommended to use RTC with car rubber tires which have soft and elastic properties.
10. STATUS LUARAN WAJIB
Submitted in Magazine of Civil Engineering, Journal Scopus Indexed, Q2.
11. DOKUMEN LUARAN WAJIB
Full paper submitted .
12. LINK LUARAN WAJIB
https://engstroy.spbstu.ru/en/
13. STATUS LUARAN TAMBAHAN
. . .
14. DOKUMEN LUARAN TAMBAHAN
. . .
15. LINK LUARAN TAMBAHAN
. . .
16. PERAN MITRA (JIKA ADA)
. . .
17. DAFTAR PUSTAKA
1. Ouyang, Y., Pam, H.J., Lo, S. H., Wong, Y. L., and Li, J. Preliminary Study of Masonry – RC Hybrid Structure Behavior under Earthquake Loading. Proceedings of 15th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE), Lisboa, 2012, pp. 1-9.
2. Brzev, S. Earthquake-Resistant Confined Masonry Construction. Kanpur, India: National Information Center of Earthquake Engineering (NICEE), December 2007. 81 p.
3. Lindeburg, M.R., and McMullin, K.M. Seismic Design of Building Structures: A Professional’s Introduction to Earthquake Forces and Design Details, 9th edition. Belmont, California: Professional Publication, Inc. 2008.
4. Lourenço, P.B., Zucchini, A., Milani, G., and Tralli, A. Homogenisation Approaches for Structural Analysis of Masonry Buildings. Structural Analysis of Historical Constructions, New Delhi. 2006. Pp. 59–76.
5. Paulay, T. and Priestley, M. J. N. Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings. John Wiley & Sons, Inc., 1992. 744 p.
6. Ambrose, J., and Vergun, D. Design for Earthquakes. USA: John Wiley & Sons, Inc., 1999.
7. Wisnumurti, Soehardjono, A., and Palupi. K.A. Optimizing of Using Mix Composition of Mortar on the Compressive Strength of Masonry Walls (in Bahasa). Jurnal Rekayasa Sipil.
2007. 1(1), pp. 25–32.
8. DPU. (2006). Technical Guidelines: Earthquake Resistant Houses and Buildings (with Construction Repair Methods) (in Bahasa). Indonesia Minister for Public Works and Human Settlements.
9. Yoshimura, K. et al. Experimental Study for Developing Higher Seismic Performance of Brick Masonry Walls. Proceedings of 13th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE), Vancouver, B.C., Canada, August 1-6, 2004. Paper No. 1597. Pp. 1-15.
10. Novak, M. Dynamic Stiffness and Damping of Pile. Canadian Geotech Journal. 1974. l (11).
Pp. 574–598.
11. Youssf, O., ElGawady, M.A., and Mills, J.E. Experimental Investigation of Crumb Rubber Concrete Columns under Seismic Loading. Journal Structures. 2015. Vol. 3. Pp. 13–27. DOI:
10.1016/j.istruc.2015.02.005.
12. Faizah, R., Priyosulistyo, H., and Aminullah. A. An Investigation on Mechanical Properties and Damping Behaviour of Hardened Mortar with Rubber Tire Crumbs (RTC). MATEC Web Conference. 2019. Vol. 258, Pp. 05002, DOI: 10.1051/matecconf/201925805002.
13. Zheng, L., Sharon Huo, X., and Yuan, Y. Experimental investigation on dynamic properties of rubberized concrete. Journal Construction and Building Materials. 2008. 22(5). Pp. 939–
947, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2007.03.005.
14. Moustafa and ElGawady. M. Damping Properties of High Strength Concrete with Scrap Tire Rubber, Article in Researchgate,net. 2015. Pp. 10. [Online]. Available:
https://www.researchgate.net/publication/281895445_Damping_properties_of_high_streng th_concrete_with_scrap_tire_rubber.
15. Faizah, R., Priyosulistyo, H., and Aminullah, A. The Properties of Waste Rubber Tires in Increasing the Damping of Masonry Wall Structure. Proceedings of the First International Conference of Construction, Infrastructure, and Materials (ICCIM). Universitas Tarumanegara Jakarta. October 2019. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 650. Pp. 012041. DOI: 10.1088/1757-899X/650/1/012041.
16. ASTM. (2011). Test Methods for Cyclic (Reversed) Load Test for Shear Resistance of Vertical Elements of the Lateral Force Resisting Systems for Buildings. ASTM E2126-11.
2011. Pp.15. DOI: 10.1520/E2126-11.
17. Elmenshawi, A. Sorour, M., Mufti, A., Jaeger, L.G., and Shrive, N. (2010). Damping mechanisms and damping ratios in vibrating unreinforced stone masonry. Journal Engineering Structures. 2010. 32(10). Pp. 3269–3278. DOI:
10.1016/j.engstruct.2010.06.016.
18. FEMA 356. (2000). Pre-standard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings.
19. de-Bever, J. J. M. Dynamic Behaviour of Rubber and Rubberlike Materials. Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven. Literature Survey. 1992. 006. Jan. 1992.
20. Javed, M. Seismic Risk Assessment of Unreinforced Brick Masonry Buildings System of Northern Pakistan. Dissertation on University of Engineering and Technology, Peshawar,
Pakistan. 2009. [Online]. Available:
https://www.researchgate.net/profile/Mohammad_Javed2/publication/257943495_Seismic_
Risk_Assessment_of_Unreinforced_Brick_Masonry_Buildings_System_of_Northern_Paki stan/links/00b7d5266989475cd1000000.pdf
21. Velez, L. A. Seismic behavior of concrete block masonry buildings. Dissertation on Universidade do Minho, Escola de Engenharia. (2014).
18. LAMPIRAN-LAMPIRAN
capture e-mail dr Journal
