commit to user
KAPASITAS LENTUR BALOK BETON TULANGAN BAMBU PETUNG VERTIKAL DENGAN TAKIKAN TIPE U LEBAR 1 CM DAN 2 CM PADA
TIAP JARAK 15 CM
Flexural Capacity of Vertical Bamboo Petung Reinforcement Concrete Beam U-Type Notches 1 and 2 cm Width at 15 cm in Distance
SKRIPSI
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
I SAPTO AGUNG NUGROHO PAMUNGKAS
NIM I 0111054
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2016
commit to user
KAPASITAS LENTUR BALOK BETON TULANGAN BAMBU PETUNG VERTIKAL DENGAN TAKIKAN TIPE U LEBAR 1 CM DAN 2 CM PADA
TIAP JARAK 15 CM
Flexural Capacity of Vertical Bamboo Petung Reinforcement Concrete Beam U-Type Notches 1 and 2 cm Width at 15 cm in Distance
SKRIPSI
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
I SAPTO AGUNG NUGROHO PAMUNGKAS
NIM I 0111054
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2016
commit to user
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah Bapa, Putra dan Roh Kudus Tritunggal yang Esa atas Berkat dan anugerahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Analisis Kapasitas Lentur Balok Beton Tulangan Bambu Petung Vertikal Dengan Takikan Tipe U lebar 1 cm dan 2 cm Pada Tiap Jarak 15 cm Terhadap Tulangan Baja.”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak banyak kendala yang sulit untuk penyusun hadapi sehingga terselesaikanya penyususnan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Wibowo, ST, DEA, selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Agus Setiya Budi, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing I skripsi. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai.
3. Ir. Endang Rismunarsi, MT, selaku Dosen Pembimbing II skripsi. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai.
4. Ir. Agus P Saido, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing Akademik. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai.
5. Semua Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri.
Surakarta, 4 Januari 2016 Penyusun
commit to user
commit to user
MOTTO
“Tetapi carilah dulu kerajaan Allah dan kebenaran-Nya, maka
semuanya itu akan ditambahakan kepadamu.”
(Matius 6 : 33)
“Janganlah mengejar kesuksesan, tetapi jadilah orang besar maka
kesuksesan akan mengikutimu.”
commit to user
PERSEMBAHAN
Puji Syukur kepada Allah Bapa, Putra dan Roh Kudus sehingga skripsi ini bisa selesai dan dengan rasa bersyukur dan bahagia, skripsi ini saya persembahakan kepada :
1. Allah Bapa, Putra dan Roh Kudus Tritunggal Yang Esa yang dikenal dalam nama Tuhan
Yesus Kristus untuk setiap Berkat dan Anugrah yang selalu mengalir dalam kehidupanku.
2. Kedua Orang Tuaku, Alm. Bp. Yoseph Sadiman dan Ibu Elisabeth Anik Susarni untuk
setiap kasih sayang, doa, bimbingan dan dukungannya yang tak pernah berhenti sampai saat ini.
3. Keenam kakakku, Mbak Nanik, mbak Is, mbak Ester, mbak Yanti, mbak Tatik, mbak Tutik
untuk setiap dukungan dan doanya dan juga untuk mas Sony untuk setiap dukungannya.
4. Bapak Agus Setiya Budi, S.T.,M.T. dan Ibu Ir. Endang Rismunarsi, M.T. atas setiap
bimbingan dan dukungannya.
5. Emma Indira Mandayaningrum untuk kasih sayang dan kesabaran menemaniku disetiap
waktu.
6. Tim bambu 2015 Kemal, Dana, Haris, Farid, Resa, Bagus dan Okto untuk kerja samanya
dan kerja kerasnya semoga usaha yang telah kita jalani berguna untuk masa depan kita. 7. Anak-anak kost anugrah, Fandi, Vikry, Edwin, Agel, Safan, Chandra, Faisal, Naufal, Titok,
Yudis dan Hadio untuk semangatnya.
8. Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2011 yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu untuk setiap dukungannya.
9. Teman-teman pemuda GKJ Nusukan, Ody, Ian, Samuel, Ipink, Mbendul, Lilik, Josh, Tito
untuk setiap semangat yang sudah kalian berikan. 10. Sahabatku Ian Danarko untuk setiap dukungannya.
commit to user
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...0000i Daftar Isi...0 00ii
Daftar Gambar ... v
Daftar Tabel ... viii
Daftar Notasi dan Simbol ... x
Daftar Lampiran... ... xii
BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 3 1.3. Batasan Masalah ... 3 1.4. Tujuan Penelitian ... 4 1.5. Manfaat Penelitian ... 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 05 2.2. Landasan Teori... 09 2.2.1. Bambu Petung ... 09 2.2.2. Beton ... 18
2.2.3. Material Penyusun Beton ... 19
2.2.4. Balok ... 23
BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Uraian Umum... 31 3.2. Bahan ... 31 3.2.1. Bambu ... 31 3.2.2. Agregat ... 32 3.2.3. Semen ... 32 3.2.4. Baja ... 32 ii
commit to user
3.3. Benda Uji ... 32
3.4. Peralatan Penelitian ... 34
3.5. Tahap Penelitian... 40
3.5.1. Tahap Persiapan ... 40
3.5.2. Tahap Pengujian Pendahuluan ... 41
3.5.2.1. Pengujian Karakteristik Bambu ... 41
3.5.2.2. Pengujian Bahan Dasar Beton ... 46
3.5.2.3. Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan ... 47
3.5.3. Rencana Campuran Beton (Mix Design) ... 48
3.5.4. Pengujian Kuat Tekan Beton ... 48
3.5.5. Tahap Pembuatan Benda Uji ... 49
3.5.6. Tahap Pengujian Kuat Lentur ... 53
3.5.7. Tahap Analisis Data ... 55
3.5.8. Tahap Kesimpulan dan saran ... 55
3.6. Diagram Alir Penelitian ... 56
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Karakteristik Material ... 59
4.1.1. Bambu Petung ... 59
4.1.2. Material Penyusun Beton ... 63
4.1.3. Tulangan Baja ... 69
4.2. Rencana Campuran Adukan Beton (Mix Design) ... 71
4.3. Hasil Pengujian Slump ... 72
4.4. Hasil Pengujian Kuat Desak Beton ... 72
4.5. Hasil Pengujian dan Analisis Data Kuat Lentur ... 73
4.5.1. Hasil Pengujian ... 73
4.5.2. Kuat Lentur Balok Beton ... 76
4.5.3. Analisis Data ... 77
4.6. Hasil Uji Statistik Anova ... 84
4.6.1. Uji Kenormalan ... 84
4.6.2. Uji Homogenitas Variansi... 85
commit to user
4.6.3. Uji One Way Anova ... 85
4.6.4. Uji Perbandingan ... 86
4.7. Pembahasan ... 87
4.7.1. Karakteristik Material Bambu dan Baja ... 87
4.7.2. Kuat Lentur Balok dan Kapasitas Lentur Balok ... 89
4.7.3. Pola Keruntuhan Balok Benda Uji ... 90
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 94
5.2. Saran ... 95
Daftar Pustaka ... xiii
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Penampang Bambu ... 07 Gambar 2.2. Nodia dan Internodia Bambu ... 07
Gambar 2.3. Diagram Tegangan-Regangan Bambu dan Baja... 13
Gambar 2.4. Spesimen Bambu ... 13
Gambar 2.5. Perletakan dan Pembebanan Balok Uji... 23
Gambar 2.6. Daerah Patah Pada Balok Uji Pada Pusat 1/3 Bentang ... 24
Gambar 2.7. Daerah Patah Pada Balok Uji Diluar 1/3 Bentang ... 25
Gambar 2.8. Distribusi Tegangan dan Regangan Pada Penampang Beton ... 26
Gambar 2.9. SFD dan BMD ... 27
Gambar 2.10. Distribusi Tegangan dan Regangan Pada Penampang Beton ... 29
Gambar 3.1. Bambu Petung (Dendrocalamus Asper) ... 32
Gambar 3.2. Balok Benda Uji ... 33
Gambar 3.3. Bambu Takikan Lebar 10mm dan 20 mm ... 33
Gambar 3.4. Detail Benda Uji Balok Bertulangan Bambu ... 34
Gambar 3.5. Timbangan Digital ... 34
Gambar 3.6. Timbangan Bascule ... 35
Gambar 3.7. Ayakan ... 35
Gambar 3.8. Mesin Los Angelos ... 36
Gambar 3.9. Corong Konik dan Alat Penumbuk... 36
Gambar 3.10. Kerucut Abrams dan perlengkapannya ... 37
Gambar 3.11. Oven ... 37
Gambar 3.12. Cetakan Benda Uji Beton ... 38
Gambar 3.13. Universal Testing Machine ... 38
Gambar 3.14. Loading Frame ... 39
Gambar 3.15. Hydraulic Jack ... 39
Gambar 3.16. Tranducer ... 40
Gambar 3.17. Benda Uji Kadar Air dan Kerapatan Bambu ... 41
Gambar 3.18. Benda Uji Kuat Tekan Sejajar Serat Sebelum Uji ... 42
Gambar 3.19. Benda Uji Kuat Tekan Sejajar Serat Setelah Uji ... 42
Gambar 3.20. Benda Uji Kuat Tarik Sejajar Serat Sebelum Uji ... 43
commit to user
Gambar 3.21. Pengujian Benda Uji Kuat Tarik Sejajar ... 43
Gambar 3.22. Benda Uji Kuat Tarik Sejajar Serat Setelah Uji ... 43
Gambar 3.23. Benda Uji Kuat Geser Sejajar Serat Sebelum Uji ... 44
Gambar 3.24. Pengujian Kuat Geser Sejajar Serat ... 44
Gambar 3.25. Benda Uji Kuat Geser Sejajar Serat Setelah Uji ... 44
Gambar 3.26. Benda Uji Kuat Lentur Bambu Sebelum Uji ... 45
Gambar 3.27. Pengujian Kuat Lentur Bambu ... 45
Gambar 3.28. Benda Uji Kuat Lentur Bambu Setelah Uji ... 45
Gambar 3.29. Pengujian Kuat Tarik Tulangan Baja ... 47
Gambar 3.30. Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ... 48
Gambar 3.31. Penebangan Bambu ... 49
Gambar 3.32. Tulangan Bambu Sebelum Ditakik ... 49
Gambar 3.33. Pengawetan Tulangan Bambu ... 50
Gambar 3.34. Pembuatan Takikan Pada Bambu ... 50
Gambar 3.35. Penulangan Tulangan Bambu ... 51
Gambar 3.36. Pembuatan Bekisting ... 51
Gambar 3.37. Memasukkan Tulangan ke Bekisting ... 51
Gambar 3.38. Penimbangan Material ... 52
Gambar 3.39. Mixing Material Penyusun Beton ... 52
Gambar 3.40. Pengujian Slump ... 52
Gambar 3.41. Pengecoran Balok ... 53
Gambar 3.42. Balok Beton Bertulangan Bambu ... 53
Gambar 3.43. Pembebanan Benda Uji ... 54
Gambar 3.44. Setting Up Alat Pengujian Balok ... 54
Gambar 3.45. Bagan Alir Tahap Penelitian ... 57
Gambar 4.1. Grafik Gradasi Agregat Halus ... 64
Gambar 4.2. Grafik Gradasi Agregat Kasar ... 67
Gambar 4.3. Pengujian Slump Pada Campuran Beton ... 71
Gambar 4.4. Skema Pengujian Kuat Lentur ... 72
Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Antara Beban Dengan Lendutan Setiap Benda Uji Balok ... 74
gambar 4.6. Grafik Perbandingan Kuat Lentur ... 76
commit to user
gambar 4.7. Diagram Gaya SFD dan BMD ... 76 gambar 4.8. Grafik Perbandingan Momen Nominal Hasil Pengujian
dan Analisis ... 82 gambar 4.9. Pola Keruntuhan Balok BA1-1 ... 92
commit to user
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Berat Jenis Dari 6 Jenis Bambu (gr/cm3) ... 11
Tabel 2.2. Kuat Tarik Bambu Kering Oven ... 12
Tabel 2.3. Tegangan Tarik Bambu Tanpa Nodia Kering Oven ... 14
Tabel 2.4. Jenis-Jenis Semen Portland ... 20
Tabel 2.5. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ... 21
Tabel 2.6. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar ... 22
Tabel 3.1. Benda Uji Kuat Lentur ... 33
Tabel 4.1. Hasil Pendahuluan Karakteristik Sifat Fisika Bambu Petung ... 58
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Pendahuluan Kuat Geser dan Kuat Tekan Sejajar Serat Bambu Petung ... 59
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Pendahuluan Kuat Tarik Sejajar Serat dan Modulus Elastisitas Bambu Petung Maksimum ... 60
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Pendahuluan Kuat Tarik Sejajar Serat dan Modulus Elastisitas Bambu Petung Saat Leleh ... 61
Tabel 4.5. Hasil Pengujian MOR dan MOE Bambu Petung Posisi Vertikal ... 62
Tabel 4.6. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 63
Tabel 4.7. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur Pada Pasir ... 64
Tabel 4.8. Tabel Perubahan Warna ... 65
Tabel 4.9. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ... 65
Tabel 4.10.Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 66
Tabel 4.11.Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ... 68
Tabel 4.12.Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja Ø 8 Mm ... 69
Tabel 4.13.Kebutuhan Material Penyusun Beton Untuk Pengujian ... 70
Tabel 4.14.Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Umur 28 Hari Balok Bambu ... 71
Tabel 4.15.Rangkuman Hasil Pengujian Kuat Lentur ... 73
Tabel 4.16.Hasil Hitungan Kuat Lentur Balok Beton ... 75
Tabel 4.17.Rangkuman Hasil Perhitungan Momen Nominal Pengujian ... 78
Tabel 4.18.Rangkuman Hitungan Momen Nominal Analisis Pada Saat Leleh ... 82
Tabel 4.19.Hasil Uji Kenormalan ... 83
Tabel 4.20.Hasil Homogenitas Variansi ... 84
commit to user
Tabel 4.21.Hasil Uji One Way Anova ... 85
Tabel 4.22.Hasil Uji Perbandingan Tukey ... 86
Tabel 4.23.Hasil Kesimpulan ... 86
Tabel 4.24.Karakteristik Material Bambu ... 87
Tabel 4.25.Karakteristik Material Baja ... 87
Tabel 4.26.Rangkuman dan Perbandingan Kuat Lentur Balok Bambu dan Baja ... 88
Tabel 4.27.Rangkuman Kapasitas Lentur Balok ... 89
Tabel 4.28.Perbandingan Kapasitas Lentur Balok Bambu dan Balok Baja ... 89
Tabel 4.29.Rangkuman Pola Keruntuhan Balok ... 91
commit to user
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
∆L = Perubahan panjang (mm)
a = Jarak rata-rata antara tampang lintang patah dan tumpuan luar yang terdekat,
diukur
A = Luas penampang (mm2)
As = Luas tulangan (mm2)
Asb = Luas tulangan balance (mm2)
b = Lebar (mm)
BJ = Berat jenis bambu (gram/cm3)
d = Tinggi efektif (mm)
E = Modulus elastisitas (N/mm2)
f’cr = Kuat tekan rata-rata (N/mm2)
fc’ = Kuat tekan beton (N/mm2)
ft = Kuat tarik maksimum (N/mm2)
fy = Kuat tarik leleh (N/mm2)
h = Tinggi (mm) h = Tinggi (mm) Ka = Kadar air (%) L = Panjang (mm) M = Margin x
commit to user
Mmax = Momen maksimum (kg.m)
Mn = Momen nominal (kg.m)
MOE = Modulus elastisitas bambu (N/mm2)
MOR = Modulus lentur bambu (N/mm2)
Mu = Momen ultimate (kg.m)
Ø = Diameter baja (mm)
p = Selimut beton (mm)
pada 4 tempat pada sisi titik dari bentang (mm)
Pleleh = Gaya leleh (N)
Pmaks = Gaya maksimum (N)
PPC = Portland Pozzolan Cement
Sr = Standar deviasi
t = Tebal (mm)
UTM = Universal Testing Machine
δ = Lendutan (mm)
ε = Regangan
σleleh = Tegangan leleh (N/mm2)
σmaks = Tegangan maksimum (N/mm2)
σtk// = Kuat tekan sejajar serat (N)
σtr// = Kuat tarik sejajar serat (N)
τ // = Kuat geser sejajar serat (N)
commit to user
Abstrak
I Sapto, 2016. Kapasitas Lentur Balok Beton Tulangan Bambu Petung Vertikal Dengan Takikan Tipe U Dengan Lebar 1 cm dan 2 cm Pada Tiap Jarak 15 cm. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Semakin bertambahnya penduduk semakin bertambah juga kebutuhan akan rumah tinggal sehingga mengakibatkan bertambahnya kebutuhan penggunaan baja sebagai tulangan, sedangkan baja adalah bahan material yang tidak dapat diperbaharui sehingga semakin menipis akan semakin mahal. Daerah pedesaan banyak memiliki potensi bambu sehingga para ahli struktur banyak meneliti tentang penggunaan bambu sebagai alternatif pengganti tulangan baja pada pembuatan rumah sederhana sehingga masyarakat pedesaan golongan ekonomi menengah ke bawah dapat membangun rumah tinggal dengan biaya yang relatif lebih murah. Tujuan penelitian ini yaitu mengetahui nilai kapasitas lentur pada balok beton tulangan bambu petung vertikal dengan takikan tipe u lebar 1 cm dan 2 cm pada tiap jarak 15 cm. Material bambu yang digunakan pada penelitian ini adalah menggunakan bambu petung yang dipotong dengan dimensi 5 mm x 20 mm x 1800 mm. Jumlah benda uji pada penelitian ini adalah 18 buah balok berukuran 110 mm x 150 mm x 1700 mm dengan rincian enam buah balok menggunakan takikan 1cm, enam buah balok menggunakan takikan 2 cm dan 6 buah balok menggunakan tulangan baja polos Ø8 mm. Mutu beton yang digunakan yaitu minimal 17,5 Mpa dan uji lentur dilakukan pada umur balok 28 hari dengan metode two point loading.
Hasil yang didapatkan dari penelitian ini menunjukan bahwa nilai kapasitas lentur balok beton tulangan bambu dengan takikan 1 cm sebesar 0,3264 ton-m, dengan takikan 2 cm 0,3668 ton-m dan dengan tulangan baja Ø8 sebesar 0,5643 ton-m sehingga didapatkan nilai perbandingan dalam persen antara balok beton tulangan bambu takikan 1 cm dan balok beton tulangan bambu takikan 2 cm dengan balok beton tulangan baja Ø8 mm yaitu berturut-turut sebesar 57,85 % dan 64,99 %. Kata kunci : Kapasitas Lentur, Tulangan Bambu, Balok Beton Tulangan Bambu
commit to user
Abstract
I Sapto, 2016. Flexural Capacity of Vertical Bamboo Petung Reinforcement
Concrete Beam U-Type Notches 1 and 2 cm Width at 15 cm in Distance . Essay,
Civil Engineering Deparment. Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Increasing of population makes increase homes are needed so make result needs for using of steel as reinforcement increase, while steel is a material that can not be updated so make dimnish and will be more expensive. Many rural areas have the potential of bamboo so experts examine the structure of a lot about the use of bamboo as an alternative to steel reinforcement in the manufacture of simple house so that rural communities and lower economic classes can build homes with a relatively cheaper cost.
The purpose of this research is to know the value of the flexural capacity of vertical bamboo petung reinforcement concrete beam u-type notches 1 and 2 cm width at 15 cm in distance. Bamboo material used in this study is the use of bamboo petung were cut with dimensions of 5 mm x 20 mm x 1800 mm. The amount of the specimen in this study were 18 pieces with dimention 110 mm x 150 mm x 1700 mm with details of the six beams using notches 1cm, six beams using notches 2 cm and 6 pieces of beams using steel reinforcement Ø8 mm. Quality of concrete used is at least 17.5 MPa and a bending test carried out at the age of 28 days beam with two-point loading method.
The results obtained from this study showed that the value of reinforcement concrete beam flexural capacity of bamboo with a notch 1 cm by 0.3264 ton-m, with 2 cm notches 0.3668 tons-m and with steel reinforcement Ø8 amounted to 0.5643 tons-m so obtained value of the ratio in percent between concrete beam reinforcement indentation 1 cm bamboo and bamboo reinforcement concrete beam notches 2 cm with steel reinforcement concrete beams that Ø8 mm, respectively for 57.85% and 64.99%.
Keyword : Flexural Capacity, Bamboo Reinforcement, Bamboo Reinforcement Concrete Beam
