KAPASITAS GESER BALOK KOPEL DENGAN PERKUATAN PADA AREA DIAGONAL TEKAN
TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
disusun oleh:
Ferry Muhammad Annas NIM : D100120070
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
v MOTTO
“Sesungguhnya dibalik kesulitan selalu ada kemudahan” (Q.S. Al-Insyiraah/94:5-6)
“Tuhan tidak akan memberi cobaan diluar batas kemampuan kita.” (Q.S. Al Baqarah/2:286)
“Doa bisa merubah nasib kita, dan kebaikan dapat memperpanjang umur kita” (H.R. Ath-Thahawi)’
“Jika kamu tidak akan mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka jawabannya tidak. Jika kamu
tidak melangkah maju, kamu akan tetap berada ditempat yang sama.” (Nora Roberts)
“Agama tanpa ilmu adalah buta. Ilmu tanpa agama adalah lumpuh .” (Albert Einstein)
“orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu. Orang-orang yang masih terus belajar, akan menjadi pemilik masa depan.”
(Mario Teguh)
“Ora Obah Ora Mamah, Ora Mamah Ora Obah” (aku dewe)
“Untuk mendapatkan kesuksesan, keberanianmu harus lebih besar daripada ketakutanmu. Berpikirlah besar dan bertindaklah sekarang, impian dan usaha
vi
PERSEMBAHAN
Atas segala rahmat dan karunia yang telah Allah SWT berikan kepada hambanya, sehingga saya dapat melewati proses dalam menyelesaikan studi Tugas Akhir ini. Tugas akhir ini Kupersembahkan Untuk :
➢ Kedua orang tua yakni Ayah Agus Suprapto, S.Pd dan Ibu Suginah. Terima kasih atas segala bimbingan, dukungan, doa dan nasihat yang tak ada hentinya sejak dini sampai selama ini.
➢ Kakakku dan Keponakanku yang tercinta selalu memberi semangat, doa serta dukungan.
➢ Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas Muahmmadiyah Surakarta.
➢ Natasya Rosita Laksmi yang selalu memberikan semangat serta dorongan dan selalu menjadi partner atau team selama penelitian tugas akhir ,serta Toha Nurdiyansah. yang saling memberikan semangat satu sama lain.
➢ Dek Murni Squad ( Dimas, Brevy, Andi, Febriyan, dan Chandra) yang selalu memberikan semangat dan dorongan yang sangat luar biasa kepadaku selama ini supaya cepet menyelasaikan tugas akhir ini. terimakasih atas kebahagiaan selama kuliah di UmS tercinta, sungguh luar biasa kalian semenjak semester awal sampai sekarang,lusa dan nanti masa depan.
➢ Sahabat-sahabatku (Natasha, Dian, Rendi, Eko, Windi, Maret, Nina, Rossi, Arifin, Ifandi, Damar, Doni, Hakiki N, Danar, Arif, Rafi, Azzar F, Wisnu, Nandha, Laksa, Mustofa, Uli, Kartika, Kiki, Imam Chealseanto, Reza, Jens, Sukmo, Glendoh, Fenny, Agung & Friend, Teman-Teman Futsal FT) dan masih banyak yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu yang selalu menemani dan memberi semangat setiap perjalanan kuliah ini, Maaf jika aku selalu merepotkan kalian dan Terima kasih atas kekonyolan dan kebahagian selama di UMS.
➢ Teman” angkatan 2012 dan Teman” KMTS yang selalu membantuku dalam berbagai hal, terima kasih atas kenangan, bantuan, info serta cerita selama di UMS.
vii PRAKATA Assaalammualaikum Wr. Wb
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa eksperimen laboratorium yang berjudul “Kapasitas Geser Balok Kopel Dengan Perkuatan Pada Area Diagonal Tekan”.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada smua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1) Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2) Bapak Mochamad Solikin, ST. MT. PhD., Selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3) Ibu Yenny Nurchsanah, ST. MT., selaku Sekretaris Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus sebagai Pembimbing utama dan Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.. 4) Bapak Muhammad Ujianto S.T., M.T selaku Pembimbing Pendamping
sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
viii
6) Bapak Ir. Muhammad Nur Sahid, MT,. MM., selaku dosen pembimbing akademik.
7) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
8) Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
9) Bapak Joko Setiawan, ST. Selaku laboran Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
10) Bapak Rohani, Spd. Selaku Sekretaris Tata Usaha Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
11) Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 yang telah membantu penelitian 12) Pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun sengat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang, dan semoga laporan Tugas Akhir Ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb. Surakarta, 23 Agustus 2017
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... iv
MOTTO ... v
PERSEMBAHAN ... vi
PRAKATA ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xvi
ABSTRAKSI... xvii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1 B. Rumusan Masalah ... 2 C. Tujuan Penelitian ... 3 D. Manfaat Penelitian ... 3 E. Batasan Masalah... 3 F. Keaslian Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Balok Kopel ... 6
B. Baja Tulangan ... 7
C. Faktor Yang Mempengaruhi Kuat Tekan Mortar ... 9
BAB III LANDASAN TEORI A. Uraian Umum ... 11
B. Material Penyusun Balok Kopel ... 11
x
D. Penulangan Balok Kopel ... 19
E. Pengujian Balok Kopel ... 21
1. Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan ... 21
2. Pengujian Berat Isi Balok Kopel ... 21
3. Pengujian Kuat Geser Balok Kopel ... 21
4. Pengecekan Keruntuhan Balok Kopel ... 25
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN A. Bahan Penelitian ... 27
1. Agregat ... 27
2. Semen Portland ... 28
3. Air ... 28
B. Peralatan Penelitian ... 29
1. Satu Set Ayakan ... 29
2. Mesin Pengetar Ayakan ... 29
3. Timbangan ... 30
4. Gelas Ukur ... 30
5. Oven ... 31
6. Tongkat Baja ... 31
7. Concrete Molen ... 32
8. Alat Uji Kuat Tekan (Universal Testing Machine) ... 32
9. Alat Uji Geser ... 33
10. Peralatan Penunjang ... 33
C. Benda Uji ... 33
1. Balok Kopel ... 33
D. Tahapan Penelitian... 36
1. Tahap I. Persiapan Alat Dan Penyediaan Bahan ... 36
2. Tahap II. Studi Literatur ... 36
3. Tahap III. Pemeriksaan Bahan ... 36
3. Tahap IV. Perencanaan Campuran dan Pembuatan Benda Uji ... 36
xi
4. Tahap V. Pengujian Benda Uji ... 36
5. Tahap VI. Analisa dan Pembahasan ... 37
E. Pelaksanaan Penelitian ... 39
1. Pemeriksaan Bahan ... 39
2. Perencanaan Campuran ... 42
3. Pembuatan Benda Uji ... 42
4. Perawatan ... 43
5. Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ... 43
6. Pengujian Kuat Geser Balok Kopel ... 43
F. Analisis Perhitungan... 44
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pemeriksaan Bahan Penyusun Balok Kopel ... 45
1. Pemeriksaan Semen ... 45
2. Pemeriksaan Agregat Halus ... 45
3. Adukan Mortar (SNI-03-6825-2002) ... 49
4. Test Slump (SNI 1972-2008) ... 49
B. Hasil Pengujian Silinder Beton ... 50
C. Hasil Pengujian Balok Kopel ... 51
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 61
B. Saran ... 62 DAFTAR PUSTAKA
xii
DAFTAR TABEL
Tabel V.1.Hasil Pemeriksaan Kandungan Bahan Organik Pada Agregat Halus ... 45
Tabel V.2.Hasil Pemeriksaan Saturated Surface Dry (SSD) ... 46
Tabel V.3.Hasil Pemeriksaan Kandungan Lumpur Agregat Halus ... 46
Tabel V.4.Pemeriksaan Modulus Halus Butir... 47
Tabel V.5.Pemeriksaan Berat Jenis Agregat halus ... 48
Tabel V.6.Kebutuhan Bahan Penyusun Benda Uji ... 49
Tabel V.7. Hasil Test Slump ... 49
Tabel V.8. Hasil Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ... 50
Tabel V.9.Hasil Beban Maksimum Balok Kopel Tanpa Perkuatan Tulangan Diagonal ... 51
Tabel V.10.Hasil Defleksi Balok Kopel Tanpa Perkuatan Tulangan Diagonal ... 51
Tabel V.11Hasil Beban Maksimum Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal Aspek Rasio 3,25 ... 52
Tabel V.12. Hasil Defleksi Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal Aspek Rasio 3,25... 52
Tabel V.13. Hasil Beban Maksimum Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal Aspek Rasio 3,00 ... 52
Tabel V.14. Hasil Defleksi Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal Aspek Rasio 3,00... 52
Tabel V.15. Hasil Beban Maksimum Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal Aspek Rasio 2,75 ... 53
Tabel V.16. Hasil Defleksi Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal Aspek Rasio 2,75... 53
Tabel V.17. Hasil Beban Maksimum Rata-Rata Balok Kopel... 54
Tabel V.18. Hasil Defleksi Rata-Rata Balok Kopel ... 55
Tabel V.19. Hasil Kekakuan Geser Balok Kopel ... 56
Tabel V.20. Hasil Kuat Geser Ultimit Balok Kopel ... 57
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1.Baja Tulangan Beton Polos ... 7
Gambar II.2.Baja Tulangan Beton Sirip ... 8
Gambar II.3.Hubungan Kuat Tekan Beton dan Fas ... 9
Gambar II.4.Kuat Tekan Beton Untuk Berbagai Jenis Semen... 10
Gambar II.5.Pengaruh Jenis Agregat Terhadap Kuat tekan Pada Berbagai Umur Beton ... 10
Gambar III.1.Tulangan Diagonal ... 19
Gambar III.2.Tulangan Diagonal Dengan Aspek Rasio 2,75 ... 19
Gambar III.3. Tulangan Diagonal Dengan Aspek Rasio 3,00 ... 20
Gambar III.4. Tulangan Diagonal Dengan Aspek Rasio 3,25 ... 20
Gambar III.5. Balok Kopel Tanpa Tulangan Diagonal ... 20
Gambar IV.1.Pasir ... 27
Gambar IV.2.Kerikil ... 28
Gambar IV.3.Semen ... 28
Gambar IV.4.Air ... 28
Gambar IV.5.Ayakan ... 29
Gambar IV.6.Mesin Penggetar Ayakan ... 29
Gambar IV.7.Timbangan ... 30
Gambar IV.8.Gelas Ukur ... 30
Gambar IV.9.Oven ... 31
Gambar IV.10.Tongkat Baja ... 31
Gambar IV.11.Concrete Molen ... 32
Gambar IV.12.Alat Uji Tekan ... 32
Gambar IV.13.Alat Uji Geser ... 33
Gambar IV.14. Tulangan Diagonal Dengan Aspek Rasio 2,75 ... 34
Gambar IV.15. Tulangan Diagonal Dengan Aspek Rasio 3,00 ... 34
Gambar IV.16. Tulangan Diagonal Dengan Aspek Rasio 3,25 ... 34
xiv
Gambar IV.18.Skema Pengujian Balok Kopel ... 35 Gambar IV.19.Tahap Penelitian ... 38 Gambar V.1.Grafik Pemeriksaan Gradasi Agregat Halus ... 48
xv
DAFTAR LAMPIRAN
1. SNI 03-1749-1990 Besar Butir Agregat Untuk Adukan Beton. 2. SNI 07-2529-1991 Metode Pengujian Kuat Tarik Baja.
3. SNI 03-2847-2013 Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung. 4. SNI 03-1968-1990 Metode Pengujian Analisis Saringan Agregat Halus dan
Kasar.
5. SNI 03-2816-1992 Metode Pengujian Kotoran Organik Dalam Pasir Untuk Campuran Mortar atau Beton.
6. SNI 03-6825-2002 Metode Pengujian Kekuatan Tekan Mortar Semen Portland Untuk Pekerjaan Sipil.
7. SNI 1970:2008 Cara Uji Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus.
8. ASTM C 78-94 Standart Test Method for Flexural Stength of Concrete (Using Simple Beam With Third-Point Loading).
9. ASTM C 293-94 Standart Test Method For Flexual Strenght of Concrete (Using Simple Beam With Center-Point Loading).
10. Data Pengujian Kuat Geser Balok Kopel Tanpa Perkuatan Tulangan Diagonal.
11. Data Pengujian Kuat Geser Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal pada Rasio 3,25.
12. Data Pengujian Kuat Geser Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal pada Rasio 3,00.
13. Data Pengujian Kuat Geser Balok Kopel Dengan Perkuatan Tulangan Diagonal pada Rasio 2,75.
xvi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
A = Luas permukaan benda uji (mm²) B = Lebar benda uji (mm)
BT = Balok Kopel Tanpa Tulangan Diagonal
BDA = Balok Kopel Dengan Tulangan Digonal Aspek Rasio 3,25 BDB = Balok Kopel Dengan Tulangan Digonal Aspek Rasio 3,00 BDC = Balok Kopel Dengan Tulangan Digonal Aspek Rasio 2,75 f’maks = Kuat tekan maksimal (N/mm²)
G’ = Kekakuan Geser H = Tinggi benda uji (mm) P = Beban maksimal (N) Pmaks = Beban maksimal (N) Su’ = Kuat Geser Ultimit
xvii
ABSTRAKSI
Salah satu cara yang dapat digunakan untuk menempatkan bukaan (openings) pada dinding geser yang terletak secara sejajar adalah dengan menenmpatkan balok kopel (coupling beams) diantara kedua dinding geser tersebut. Balok kopel adalah elemen struktural yang menghubungkan dinding struktural untuk memberikan kekakuan tambahan dan disipasi energi. Dalam banyak hal, limit geometris menghasilkan balok kopel dengan rasio tinggi dan lebar bersihnya tinggi. Jadi, balok-balok ini dapat dikontrol oleh geser dan mengalami banyak kehilangan kekakuan dan kekuatan pada saat gempa. Spesifikasi perencanaan balok kopel memakai fas : 0,5 , perencanaan campuran menggunakan metode perencanaan campuran di laboratorium. Pada penelitian di lakukan pembuatan benda uji balok kopel ini memakai perkuatan tulangan dengan rasio dimensi 2,75; 3,00; 3,25. Pengujian ini mendapatkan hasil beban maksimum, defleksi, kekakuan geser, dan kuat geser. Balok kopel dengan pengujian beban maksimum dihasilkan sebesar 100 kN untuk balok kopel tanpa tulangan diagonal, dan pada balok kopel dengan perkuatan tulangan diagonal dengan rasio 3,25 sebesar 100 kN hasil sama dengan balok kopel tanpa perkuatan tulangan diagonal, pada balok kopel rasio 3,00 sebesar 113,33 kN mengalami kenaikan sebesar 2,90 % dari balok kopel tanpa perkuatan diagonal, pada balok kopel rasio 2,75 sebesar 146,67 kN mengalami kenaikan sebesar 10,14 % dari balok kopel tanpa perkuatan diagonal, defleksi yang dihasilkan sebesar 0,061 m (tanpa perkuatan) dan pada balok kopel dengan perkuatan tulangan diagonal rasio 3,25 sebesar 0,059 m mengalami penurunan 0,88 % dari balok kopel tanpa perkuatan tulangan diagonal, pada balok kopel rasio 3,00 sebesar 0,059 m mengalami penurunan sebesar 0,89 % dari balok kopel tanpa perkuatan tulangan diagonal, dan pada rasio 3,25 sebesar 0,58 m mengalami penurunan sebesar 1,07 % dari balok kopel tanpa perkuatan diagonal, kekakuan geser yang dihasilkan sebesar 4,93 kN/m (tanpa perkuatan) dan pada balok kopel dengan perkuatan tulangan diagonal rasio 3,25 sebesar 5,55 kN/m mengalami kenaikan 2,68 % dari balok kopel tanpa perkuatan dtulangan diagonal, pada balok kopel rasio 3,00 sebesar 5,79 kN/m mengalami kenaikan sebesar 3,71% dari balok kopel tanpa perkuatan tulangan diagonal, dan pada rasio 3,25 sebesar 6,86 kN/m mengalami kenaikan sebesar 8,35 % dari balok kopel tanpa perkuatan diagonal, kuat geser yang dihasilkan sebesar 333,33 kN/m (tanpa perkuatan) dan pada balok kopel dengan perkuatan tulangan diagonal rasio 3,25 sebesar 362,32 kN/m mengalami kenaikan 1,91 % dari balok kopel tanpa perkuatan dtulangan diagonal, pada balok kopel rasio 3,00 sebesar 377,78 kN/m mengalami kenaikan sebesar 2,93 % dari balok kopel tanpa perkuatan tulangan diagonal, dan pada rasio 3,25 sebesar 444,44 kN/m mengalami kenaikan sebesar
xviii
7,32 % dari balok kopel tanpa perkuatan diagonal. Kemudian pengujian pola keruntuhan balok kopel tanpa tulangan diagonal maupun dengan tulangan diagonal sama, yaitu diawali dengan retak pada tengah bentang, kemudian dilanjutkan dengan retak geser pada daerah tumpuan. Pada balok kopel tanpa perkuatan diagonal keruntuhan yang terjadi adalah tarik diagonal. Sedangkan pada balok kopel dengan perkuatan tulangan diagonal keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan geser, dapat dilihat retak geser terjadi sangat dominan.
Kata Kunci: Balok Kopel, Beban Maksimum, Defleksi, Kekakuan Geser, Kuat Geser.
