KAJIAN EKSPERIMENTAL PERILAKU BESI
ANGKUR SEBAGAI PENGHUBUNG TARIK
TESIS
OLEH
ELINER HENRIKUS SIHALOHO
127 016 002/TS.
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KAJIAN EKSPERIMENTAL PERILAKU BESI
ANGKUR SEBAGAI PENGHUBUNG TARIK
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Magister Teknik
dalam Program Studi Magister Teknik Sipil
Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
OLEH
ELINER HENRIKUS SIHALOHO
127 016 002/TS
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Judul Tesis
: Kajian Eksperimental Perilaku Besi Angkur
Sebagai Penghubung Tarik
Nama Mahasiswa : Eliner Henrikus Sihaloho
Nomor Pokok : 127 016 002
Program Studi : Teknik Sipil
Menyetujui,
Komisi Pembimbing:
(Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan) (Ir. Sanci Barus, MT)
Ketua Anggota
Ketua Program Studi, Dekan,
(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE) (Prof.Dr. Ir. Bustami Syam, MSME)
Telah diuji pada:
Tanggal 23 April 2015
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan. Anggota : 1. Ir. Sanci Barus, MT
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis saya yang berjudul:
“
Kajian Eksperimental Perilaku Besi Angkur Sebagai Penghubung
Tarik
”Adalah benar hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan oleh siapapun juga sebelumnya.
Sumber-sumber data yang diperoleh dan digunakan telah dinyatakan secara jelas dan benar.
Medan, 23 April 2015 Yang membuat pernyataan,
ABSTRAK
Salah satu percobaan yang dapat dilakukan untuk mengetahui perilaku dari sifat-sifat monolit balok terhadap material tarik lainnya adalah melalui percobaan tarik (pull out test). Melalui percobaan ini, tulangan beton yang sudah ditanam kedalam beton dengan bentuk kubus serta ciri-ciri yang telah ditentukan akan ditarik dengan kecepatan konstan sampai beton tersebut pecah atau tercabut baja tulangannya.
Daya lekat antara baja tulangan dan beton merupakan hal yang cukup rumit mengingat adanya kaitan beberapa parameter yaitu mutu beton, jenis dan dimensi tulangan jenis beban yang bekerja, jarak antara tulangan dan beberapa efek sekunder lainnya. Oleh karena itu nantinya diharapkan diperoleh nilai-nilai perilaku beton seperti kuat lekat baja tulangan terhadap beton. Melalui percobaan tarik (pull out test) ini dapat membandingkan kuat lekat baja tulangan ulir dengan polos.
Dengan demikian, dapat diketahui dan dibuktikan secara empiris bahwa nilai kuat lekat baja tulangan ulir lebih besar dari pada kuat lekat tulangan polos dengan material dan campuran beton yang sama. Akan tetapi nilai-nilai ini akan berobah secara variabel pada setiap penggunaan dari material percobaan tarik ( pull out test ) tersebut. Oleh karena itu ketersediaan alat serta uji material sebelum dilakukan percobaan tarik/ pull out test ini akan sangat menentukan ketetapan dari variabel-variabel nilai kuat lekat yang ditinjau.
Benda Uji yang diberi tulangan angkur polos dan ulir dengan diameter Ø 8 mm, Ø10 mm Ø13 mm dan kedalaman angkur beton 10 cm, 15 cm dan 20 cm, kemudian di tes pada umur 28 hari untuk mendapatkan daya lekat yang terbentuk antara beton fc’=2 , 0 MPa dan baja tulangan U-40
Dari hasil penelitian didapat kesimpulan bahwa untuk kuat lekat tarik tulangan ulir lebih besar dibanding dengan tulangan polos yaitu antara 1,35 s/d 1,65.
ABSTRACT
One of the experiments can be done to find out the behavior of the properties of monolithic beams on other tensile materials through tensile experiment (pull out test). By conducting this experiment, reinforcing concrete which has been planted into the concrete in the form of cube and specified characteristics will be drawn with constant speed until the concrete is broken off or its reinforcement steel sheets are drawn.
The adhesive power of concrete reinforcement steel sheets with the concrete is adhesive strength of screw reinforcement steel sheet with the plain one.
It can empirically be proved, therefore, that the values of adhesive strength of screw reinforcement steel sheets are bigger than those of plain reinforcement steel sheets with the same material and concrete mixture. However, these values will change in variables in each use of tensile experiment (pull out test) materials. Thus, the availability of the equipment and material test before tensile experiment (pull out test) is conducted will highly determine the permanence of the viewed variables of adhesive strength values of adhesive strength.
Testing objects are given plain and screw anchor reinforcement with Ø 8 mm, Ø10
mm, and Ø 13 mm in diameter, and the depth of concrete anchor of 10 cm, 15 cm, and 20 cm
and are tested when their age is 28 days old in order to obtain adhesive strength shaped
etween f ’ on rete = 24.404 MPa and reinforcement steel sheets U-40.
The conclusion of the research was that tensile adhesive strength of screw reinforcement is bigger that plain reinforcement between 1.35 until 1.65.
Keywords: Adhesive Strength, Plain and Screw Anchor Reinforcement Steel Sheet, Tensile
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan Maha Pengasih atas pertolongan-Nya serta kekuatan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis ini yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaiakan Program Sarjana Strata-2 di Program Study Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
Pada Tesis ini penulis memilih judul ”Kajian Ekperimental Perilaku Besi Angkur Sebagai Penghubung Tarik”. Dalam rangka pelaksanaan eksperimental dan penyusunan serta untuk menyelesaikan tesis ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
Kepada Yang terhormat Bapak Komisi Pembimbing Prof, Dr. Ing. Johannes Tarigan sebagai Ketua serta Ir. Sanci Barus, MT sebagai anggota.
Bapak Ketua Program Studi Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE. dan Bapak Sekretaris Ir. Rudi Iskandar, MT.
Kepada Yang terhormat Bapak Komisi Penguji Dr. Ing Hotma Panggabean, Ade Faisal, ST, M.Sc, Ph.D dan Ir. Rudi Iskandar, MT
Kepada Yang terhormat Bapak/Ibu Staff pengajar Fakultas Teknik Sipil Universitas Darma Agung, yang telah memberikan dorongan dan semangat dalam penulisan tesis ini.
Pejabat Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Subhlihar, Ph.D.
Bapak Yuyun sebagai staff administrasi pada Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
Kepada Anakku Andre Bachtiar Sihaloho telah banyak membantu dalam program penelitiannya dan juga istri Dina Rumenta Rajagukguk, AMd dan anak-anakku tercinta, yang telah memberikan dukungan selama masa pendidikan di Universiatas Sumatera Utara dan seluruh keluarga dan teman-teman yang telah memberikan dukungan selama masa pendidikan di Universitas Sumatera Utara secara langsung ataupun tidak langsung telah memberikan konstribusinya selama pendidikan.
Saya sadari bahwa tentu tidak akan pernah memperoleh solusi yang sempurna atas usaha dan karyanya, oleh karena itu kepada pejuang ilmu pengetahuan di masa yang akan datang, semoga dapat memberikan peningkatan dan pencerahan kembali terhadap ilmu pengetahuan yang pernah ada serta diperoleh sesuatu yang berharga bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dan kejayaan bangsa Indonesia.
Medan, April 2015
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi. Sepanjang pengetahuan saya juga, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diakui dalam naskah ini dan disebut dalam daftar pustaka.
Medan, 23 April 2015 Yang membuat pernyataan,
RIWAYAT HIDUP
A. DATA PRIBADI
Nama : Eliner Henrikus Sihaloho
Tempat dan tanggal lahir : Dugulnangka Harapohan, 15 September 1963
Jenis kelamin : Laki-laki
Agama : Protestan
Tempat Bekerja : Universitas Darma Agung
Status perkawinan : Kawin
Alamat : Jl. Lembaga Pemasyarakatan Gg. Gintar
Tanjung Gusta Medan Telp (061) 8440560
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
SD. Negeri Harapohan Kab Samosir : 1970 -1975
SMP. Negeri I Pangururan Kab Samosir : 1976 – 1979
SMA. Negeri Pangururan Kab Samosir : 1979 – 1980 STM. Negeri Berastagi Kab Karo : 1980 – 1983 Fakultas Penididikan dan Teknologi Kejuruan
IKIP / Unimed Medan : 1984 – 1988 Fakultas Teknik UDA : 1994 – 1999 Magister Teknik Sipil Konsentrasi Struktur USU : 2012 - 2015
Staff Pengajar di FT UDA dan ISTP : 1 Maret 1999 -
sekarang
Bekerja di perusahaan:
1. PT. Sederhana Lestari (Kontraktor) : 1989 - 1996
DAFTAR ISI
2.4. Panjang Penyaluran dan Tegangan Lekat Besi Polos .…………... .14
2.5. Tegangan Lekat Besi Ulir ………...……….... 15
2.6. Distribusi Tegangan Lekat pada Pengujian Lolos Tarik . ...….. 18
2.10. Kekuatan Baut Angkur pada beton …..…………...…....……….. 28
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 60
4.1. Pengujian Kuat Tekan Beton...…...……...…...……… 60
4.6. Ketahanan Terhadap Beban Tarik...…….……... 108
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... 113
5.1 Kesimpulan ………...………….……...…..…...…. 113
5.2 Saran ……….……….………...…….….... 113
DAFTAR PUSTAKA ….....……….………...……...…...…. 115
DAFTAR TABEL
No Judul Halaman
2.1. Variasi Jumlah Sampel ... .12
2.2. Properti Besi Beton Polos ... .37
2.3. Properti Besi Beton Sirip ... .38
3.1. Variasi Diameter dan Kedalaman Tulangan Angkur ... ...43
4.28. Perpindahan Beton dengan Baja Angkur Besi Polos
4.40. Keruntuhan Angkur Polos dan Ulir Terhadap Beban Tarik Menurut
ETAG 001 (anonim1, 1997) ... 110 4.43. Luas Permukaan Beton Runtuh Saat Pengujian Tarik di Laboratorium
DAFTAR GAMBAR
2.7. Bidang Batang yang Mengalami Tegangan Geser ... 22
2.8. Grafik Tegangan–Regangan (True Stress dan Normal Stress) . ... 24
2.9. Cast in Place Anchors ... ... 25
2.10. Expantion Anchors . ... 27
2.11. Undercut Anchors... ... 27
2.12. Jumlah Angkur Bervariasi... ... 29
2.13. Eksentritas Angkur memikul Beban Tarik ... ... 30
2.14. Luas Penampang Beton Pecah dari Angkur Angkur Akibat Beban Tarik... ... 32
3.2. Alat Jack Hydraulic unutuk Pembebanan... ... 45
3.3. Dial Gauge Yang Digunakan untuk Deformasi... ... 45
3.4. Benda Uji 30 x 30 x 30 cm ... ... 47
3.5. Sketsa Pengujian Pull Out Test ... ... 49
3.6. Perpindahan antara Baja Tulangan dan Beton ... ... 50
3.7. Grafik antara Pembebanan dan Perpindahan Beton ... ... 52
4.1.. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 100 mm... ... 64
4.3. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton
4.6. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 8 mm, Ld = 150 mm .... ... 70
4.7. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpimdahan pada Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir dia 8 mm, Ld = 150 mm.... ... 72
4.8. Grafik Hubungan Antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi dan Ulir Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm.... ... 74
4.9. Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 8 mm, Ld = 150 mm.... ... 74
4.10. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dia 10 mm, Ld = 200 mm.... ... 75
4.14. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm.... ... 80
4.15. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 100 mm.... ... 83
4.18. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ... 86
4.19. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ... 88
4.20. Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dengan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 150 mm.... ... 89
4.21. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 200 mm.... ... 90
4.22. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Polos Diameter 10 mm, Ld = 200 mm ... 91
4.24. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm.. ... 93
4.25. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm ... 95
4.26. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 100 mm.... ... 98
4.27. Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dengan Perpindahan pada Beton dengan Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 150 mm ... 98
4.28. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 150 mm.... ... 99
4.29. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan
Angkur Besi Ulir Diameter 10 mm, Ld = 150 mm ... 101
4.30. Grafik Hubungan antara Beban dengan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm, Ld = 150 mm.. ... 104
4.31. Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton dengan Angkur Besi Polos dan Ulir Diameter 13 mm,
Ld = 150 mm ... 104
4.32. Grafik Hubungan antara Beban dan Perpanjangan Baja dengan Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ... 106
4.33. Grafik Hubungan antara Tegangan Lekat dan Perpindahan Beton
dengan Angkur Besi Polos Diameter 13 mm, Ld = 200 mm ... 107
DAFTAR NOTASI
P = gaya tarik keluar fy = tegangan baja leleh d = diameter tulangan baja Ld = panjang penyaluran NRk,S = Gaya tarik tulangan As = Luas penampang tulangan
fy = tegangan leleh baja
= faktor Keamanan Material beton = faktor keamanan parsial beton
= faktor keamanan saat produksi beton = faktor keamanan parsial pengetesan beton
fck,cube = kuat desak beton karakteristik kubus 150 x 150 mm (N/mm2) h ef = kedalaman efektif baut angkur (mm)
k1 = 7.2. diaplikasikan pada beton yang retak. k1 = 10.1 diaplikasikan pada beton yang tidak retak. Ab = Luas penampang kubus beton
f ’ = Kuat desak beton
∆s = Perpanjangan baja.
Lo = Jarak penjepitan.
E = Modulus elastis.
∆c = Perpindahan beton.
∆ = Perpanjangan total baja dan beton.
a = tinggi puncak ulir tulangan (mm) b = lebar puncak ulir (mm)
c = jarak antara ulir (mm) db = diameter nominal (mm) db’ = diameter dalam mm db” = diameter luar mm
fb = tegangan tumpu permukaan ulir (MPa)
�a = tegangan lekat/kuat lekat disepanjang permukaan baja (MPa)
�c = tegangan lekat/kuat lekat baja tulangan ulir dan beton (MPa)
� = regangan baja (m/m-1)
Fn = gaya normal (N,kN)
∆L = pertambahan panjang baja (mm)
σ
T = tegangan sebenarnya (true stress)A1 = luas penampang pada saat dibebani
�
T = regangan sebenarnya (true stress)l
i = panjang bahan yang pada saat diberi bebanDAFTAR LAMPIRAN
No Judul Halaman