i
PENGARUH JARAK SENGKANG SPIRAL TERHADAP KUAT TEKAN BETON
Skripsi
disajikan sebagai syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Prodi Pendidikan Teknik Bangunan
Oleh
Bambang Wijanarko 5101404015
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2011
ii ABSTRAK
Wijanarko, Bambang. 2010. “Pengaruh Jarak Sengkang Spiral Terhadap Kuat Tekan Beton ”. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Pembimbing I Mego Purnomo, S.T, M.T., Pembimbing II Aris Widodo, S.Pd.,M.T.
Kata kunci : Sengkang, Confined Concrete.
Beton jika ditekan dengan gaya (P) maka akan memampat/memendek sehingga luas penampang menjadi membesar. Dengan adanya pembesaran dan mencapai regangan (ε) > 0.03 maka beton akan retak dan pecah. Sebenarnya sengkang selain berfungsi sebagai penahan gaya geser juga dapat menahan gaya horizontal, makin pendek jarak antar sengkang maka akan makin tinggi penahanan gaya horizontal dari sengkang. Perihal struktur tersebut dalam peraturan Standart Nasional Indonesia (SNI) belum dibahas. Beton yang terkurung (confined concrete) mempunyai kuat tekan (fc) dan regangan (ε) yang lebih baik dibandingan beton yang tidak terkurung (unconfined concrete). Kuat tekan pada beton yang berada di dalam sengkang lebih besar dibandingkan dengan kuat tekan beton berada di luar sengkang sehingga sengkang mempunyai pengaruh terhadap peningkatan kuat tekan beton.
Benda uji yang digunakan berupa silinder beton diameter 15 cm tinggi 30 cm dengan jumlah total 20 buah. Terdiri dari 5 buah tanpa sengkang spiral, 5 buah dengan sengkang spiral jarak 7.5 cm, 5 buah dengan sengkang spiral jarak 5 cm, dan 5 buah dengan sengkang spiral jarak 3 cm. Mutu beton rencana yang digunakan fc 10.375 MPa, tulangan yang digunakan diameter 3.20 mm dan menggunakan fas 0.6. Pengujian yang dilakukan dengan uji tekan.
Dari hasil penelitian dengan adanya sengkang dapat meningkatkan kuat tekan beton dan makin pendek jarak sengkang akan makin tinggi kuat tekan beton tersebut. Mutu beton rata-rata 10.40 MPa dapat meningkat menjadi 16.28 MPa atau 56.54% dengan penambahan sengkang spiral jarak sengkang 7.5 cm, meningkat menjadi 18.79 MPa atau 80.67% dengan penambahan sengkang spiral jarak sengkang 5 cm, dan meningkat menjadi 26.92 Mpa atau 158.85% pada penambahan sengkang spiral berjarak 3 cm. Hubungan antara jarak sengkang spiral dan kuat tekan beton berbentuk garis lengkung dan dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :
y = 38.114x-0.396 , dengan y= Kuat tekan beton (MPa) dan x= Jarak sengkang (cm)
iii
PERSETUJUAN PEMBIMBING
Skripsi dengan judul “ PENGARUH JARAK SENGKANG SPIRAL TERHADAP KUAT TEKAN BETON”, telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang Panitia Skripsi Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Semarang pada :
Hari : Jum’at
Tanggal : Agustus 2011
Semarang, Agustus 2010
Pembimbing I Pembimbing II
Mego Purnomo, ST ,MT Aris Widodo, S.Pd, MT.
NIP. 19730618 200501 1 001 NIP. 19710207 199903 1 001
iv
PENGESAHAN
“Pengaruh Jarang Sengkang Spiral Terhadap Kuat Tekan Beton”, Oleh :
Bambang Wijanarko 5101404015
Telah dipertahankan di hadapan sidang Panitia Ujian Fakultas Teknik UNNES pada :
Hari : Jum’at
Tanggal : Agustus 2011 Panitia Ujian Skripsi :
Ketua Sekretaris
Ir. H. Agung Sutarto,MT Aris Widodo, S.Pd, MT
NIP. 19610408 199102 1001 NIP. 19710207 199903 1 001
Anggota Dewan Penguji:
Pembimbing I 1. Endah Kanti P,ST, MT
NIP. 19720709 199803 2 003
Mego Purnomo, ST ,MT 2. Mego Purnomo, ST ,MT
NIP. 19730618 200501 1 001 NIP. 19730618 200501 1 001 Pembimbing II
Aris Widodo, S.Pd, MT 3. Aris Widodo, S.Pd, MT
NIP. 19710207 199903 1 001 NIP. 19710207 199903 1 001 Dekan Fakultas Teknik
Drs. Abdurrahman, M.Pd NIP 19600903 198503 1 002
v
PERNYATAAN
Saya menyatakan bahwa yang tertulis dalam skripsi ini benar-benar hasil karya sendiri, bukan jiplakan dari karya tulis orang lain. Pendapat atau temuan orang lain yang terdapat dalam skripsi ini dikutip atau dirujuk berdasarkan kode etik ilmiah.
Semarang, Agustus 2011 Penulis,
Bambang Wijanarko NIM. 5101404015
vi
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
• “Alloh tidak akan mengubah nasib suatu kaum jika kaum tersebut tidak berupaya mengubahnya”. (Q.S. Ar Ra’du : 11).
• “Keberhasilan apa pun yang diraih seseorang, pasti dimulai dari tempat Ia berada, bagaimanpun kondisi tempat itu”. (Dr. Ibrahim Elfiky).
• “Kemuliaan manusia terletak pada pikirannya”. (Pascal).
PERSEMBAHAN
• Bapak, Ibu, Kakak dan Adikku atas semangat dan fasilitas yang diberikan.
• Bapak/Ibu Dosen Pembimbing dan Penguji yang telah dengan sepenuh hati membimbing saya.
• Teman - teman seperjuangan Teknik Sipil.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Penyusunan skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidik Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.
Maksud utama penulisan skripsi ini adalah mengetahui pengaruh jarak sengkang spiral terhadap kuat tekan beton kajian terhadap beban tekan aplikasi pada kolom. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan konstribusi terhadap perkembangan dunia sipil.
Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan semua pihak. Untuk itu dengan segenap ketulusan hati, penulis ingin sekali mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada :
1. Drs. Abdurrahman, M.Pd, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang;
2. Ir. Agung Sutarto, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang;
3. Aris Widodo, S.Pd, MT., selaku Kepala Prodi Pendidikan Teknik Bangunan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang dan Dosen pembimbing;
4. Endah Kanti Pangestuti, ST.MT. Selaku penguji yang telah memberi arahan untuk skripsi ini:
5. Mego Purnomo, ST. MT, atas bimbingannya dalam penyusunan skripsi ini;
6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil, atas pengajarannya selama kuliah.
7. Bapak dan Ibuku, atas dorongan spirit dan materil sehingga skripsi ini dapat terselesaikan;
8. Teman-teman PTB’05, terima kasih atas bantuan dan motivasinya dalam penulisan skripsi ini;
9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dalam penyusunan skripsi ini.
viii
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan dan kesalahan, untuk itu kami harapkan atas kritik dan saran dari pembaca. Semoga skripsi ini bermanfaat untuk kita semua.
Semarang, Agustus 2011
Penulis
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
ABSTRAK ... ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii
PENGESAHAN ... iv
PERNYATAAN ... v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 4
1.3 Tujuan Penelitian ... 4
1.4 Manfaat Penelitian ... 4
1.5 Batasan Masalah ... 5
1.6 Sistematika Penulisan ... 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka ... 8
2.1.1 Efektifitas Pengekangan Fine Mesh Pada Kolom Bulat Beton Bertulang ... 8
2.1.2 Analisa Pada Confined Concrete (Beton Terkurung) ... 9
2.1.3 Karakteristik Peningkatan dari Confined Concrete (Beton Terkurung) ... 11
2.1.4 Perilaku Beton Compressive yang Terkurung Serat Pilihan ... 13
2.1.5 Modulus Elastisitas Beton ... 17
2.1.6 Perilaku Struktur Kolom ... 17
x
2.1.7 Perhitungan Struktur Kolom Lingkaran ... 21
2.2 Kerangka Berpikir ... 22
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Uraian Umum ... 24
3.2 Variabel Penelitian ... 24
3.3 Tahap Penelitian ... 26
3.4 Prosedur Penelitian ... 27
3.4.1. Bahan Pengujian ... 27
3.4.2. Standar Pengujian Bahan ... 28
3.4.3. Tempat Penelitian ... 29
3.5 Peralatan Penelitian ... 29
3.5.1. Peralatan Pengujian Bahan ... 29
3.5.2. Alat-alat Pembuatan Beton ... 30
3.5.3. Peralatan Pengujian Benda Uji ... 30
3.6 Perhitungan Campuran ... 31
3.7 Pembuatan Benda Uji ... 33
3.8 Pengujian Kekuatan Beton ... 33
3.9 Analisa Data ... 35
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pemeriksaan Bahan ... 38
4.1.1. Semen ... 38
4.1.2. Air ... 38
4.1.3. Pasir ... 38
4.1.4. Kerikil ... 40
4.1.5. Gradasi Campuran ... 41
4.2 Perencanaan Adukan Beton ... 42
4.3 Kelecakan Adukan Beton ... 43
4.4 Kuat Tekan Beton ... 43
BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 48
5.2 Saran ... 48
xi
DAFTAR PUSTAKA ... 50 LAMPIRAN-LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Diagram interaksi P – M uniaxial ... 2
Gambar 1.2 Beton dengan Sengkang dan Beton Tanpa Sengkang Akibat Gaya Tekan ... 4
Gambar 2.1 Kurva Tegangan dan Regangan pada Beton Terkurung (Confined Concrete) dan Beton Tidak Terkurung (Unconfined Concrete) ... 9
Gambar 2.2 Gaya Tekan Antara Beton Di Dalam Sengkang dan Beton Di Luar Sengkang ... 11
Gambar 2.3 Hubungan Tegangan dengan Regangan Lateral dan Aksial Akibat Fibre Reinforced Plastics (FRP) ... 12
Gambar 2.4 Penulangan Fibre Spiral Sebelum Dicor ... 14
Gambar 2.5 Bentuk Benda Uji Setelah Diuji ... 15
Gambar 2.6 Perbandingan Displacement antara Hasil Percobaan (Kiri) dengan Displacement Teoritis (Kanan) ... 16
Gambar 2.7 Pengaruh Eksentrisitas pada Kolom ... 18
Gambar 2.8 Pengaruh Eksentrisitas pada Penampang Kolom ... 19
Gambar 2.9 Penampang Ekovalen ... 22
Gambar 2.10 Kolom Lingkaran ... 22
Gambar 2.11 Alur Berfikir Penelitian ... 23
Gambar 3.1 Penulangan Beton ... 25
Gambar 3.2 Setting Pengujian Beton ... 35
Gambar 4.1 Gradasi Pasir Muntilan dan Batasan Gradasi Pasir Zone II Menurut SK-SNI-T-15-1990-03 ... 39
Gambar 4.2 Gradasi Krikil Pudak Payung dan Syarat Batas Agregat Kasar 40 mm Menurut SK-SNI-T-15-1990-03 ... 41
Gambar 4.3 Gradasi Campuran Pasir Muntilan dan Krikil Pudak Payung Serta Batasan Gradasi Campuran Menurut SK-SNI-T-15-1990-03 ... 42
Gambar 4.4 Hubungan Kuat Tekan Beton dengan Jarak Sengkang ... 45
Gambar 4.5 Benda uji dengan sengkang setelah diuji tekan ... 46
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Variabel Penelitian ... 25 Tabel 4.1 Hasil Uji Tekan ... 44 Tabel 4.2 Prosentase Peningkatan Kuat Tekan Beton dan Jarak Sengkang 46
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil Pengujian Berat Jenis Pasir Muntilan ... 52
Lampiran 2 Hasil Pemeriksaaan Kadar Lumpur Pasir Muntilan ... 53
Lampiran 3 Hasil Pengujian Gradasi Pasir Muntilan ... 54
Lampiran 4 Hasil Pengujian Berat Jenis Kerikil Pudak Payung ... 55
Lampiran 5 Hasil Pengujian Gradasi Kerikil Pudak Payung ... 56
Lampiran 6 Hasil Pengujian Gradasi Campuran ... 57
Lampiran 7 Rencana Mix Design ... 58
Lampiran 8 Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 59
Lampiran 9 Dokumentasi Penelitian ... 60
Lampiran 10 RPP Kompetensi Dasar Pengaruh Jarak Sengkang Terhadap Kuat Tekan Beton ... 62
Lampiran 11 Surat Tugas Pembimbing... 68
Lampiran 12 Surat Keterangan Telah Penelitian ... 69
Lampiran 13 Surat Tugas Penguji ... 70
xv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG.
Beton merupakan elemen struktur bangunan yang banyak dikenal dan banyak dimanfaatkan sampai saat ini. Beton banyak mengalami perkembangan baik dalam pembuatan campuran maupun dalam pelaksanaan konstruksinya.
Salah satu perkembangan beton yaitu pembuatan kombinasi antara material beton dan baja tulangan menjadi satu kesatuan konstruksi yang disebut dengan beton bertulang. Beton bertulang banyak diterapkan pada bangunan-bangunan seperti:
gedung, jembatan, perkerasan jalan, bendungan, tandon air dan berbagai konstruksi lainnya. Beton bertulang pada bangunan terdiri dari beberapa elemen struktur, misalnya balok, kolom, plat lantai, pondasi, sloof, ring balk, maupun plat lantai. (Basuki dan Hidayat, N 2006 ; 36).
Beton bertulang sebagai elemen balok atau kolom harus diberi penulangan lentur (memanjang) dan penulangan geser. Penulangan lentur dipakai untuk menahan beban momen lentur yang terjadi pada balok atau kolom. Penulangan geser (sengkang) digunakan untuk menahan pembebanan geser (gaya lintang) yang terjadi pada balok atau kolom. Ada beberapa penulangan geser yaitu sengkang vertikal, sengkang spiral, dan sengkang miring. (Wahyudi, 1997 ; 1).
Kolom adalah merupakan elemen struktur yang dominan terhadap beban tekan. Kolom selain menerima beban tekan biasanya disertai juga dengan beban lentur, oleh karena itu dalam perencanaan kolom harus mampu untuk memikul
1
xvi
kombinasi kedua beban tersebut. Kemampuan kolom memikul kombinasi beban aksial dan lentur dapat dibuat dalam bentuk diagram interaksi kolom. Berdasarkan gambar 1.1 tersebut kemampuan kolom terhadap lentur terbesar adalah pada kondisi balance. Untuk beban aksial diatas kondisi balance semakin besar beban aksial akan semakin kecil kemampuan kolom memikul beban lentur, tetapi bila beban aksial dibawah kondisi balance semakin besar beban aksial akan semakin besar pula kemampuan kolom terhadap lentur. (Purnomo, M 2008 ; 53).
P0
Pn max
Pb
eb
Pmin
P = 0
M
Gambar 1.1. Diagram interaksi P – M uniaxial (Purnomo, M 2008:53).
Faktor yang mengakibatkan kegagalan kolom antara lain perencanaan kolom yang tidak memperhatikan daktailitas atau pengekangan, detailing kolom yang kurang baik sehingga kinerja kolom tersebut menurun dari yang direncanakan, salah satu cara untuk meningkatkan daktailitas kolom pada struktur gedung lama adalah meretrofit kolom tersebut dengan cara meliliti kolom dengan 2
xvii
tulangan transfersal yang berfungsi sebagai tulangan pengekang. Namun dalam penelitian ini hanya akan dikaji pengaruh sengkang terhadap kuat tekan beton.
(Manaha dan Yosimson Petrus 2008 http://digilib.its.ac.id).
Beton jika ditekan dengan gaya (P) maka akan memampat/memendek sehingga luas penampang menjadi membesar. Dengan adanya pembesaran dan mencapai regangan (ε) > 0.03 maka beton akan retak dan pecah. Sebenarnya sengkang selain berfungsi sebagai penahan gaya geser juga dapat menahan gaya horizontal, makin pendek jarak antar sengkang maka akan makin tinggi penahanan gaya horizontal dari sengkang. Perihal struktur tersebut dalam peraturan Standart Nasional Indonesia (SNI) belum dibahas.
15
15
30
KONDISI AWAL
B1
B1
H1 P
TANPA SENGKANG
B2
B2
H2 P
DENGAN SENGKANG Sengkang
Gambar 1.2 Beton dengan sengkang dan beton tanpa sengkang akibat gaya tekan.
Dari gambar 1.2 dapat dilihat bahwa H1 < H2 dan B1> B2, hal ini menunjukan bahwa perubahan bentuk (pemampatan dan pelebaran) pada beton 3
xviii
tanpa sengkang lebih besar dari pada beton dengan sengkang karena perubahan bentuk pada beton dengan sengkang tertahan oleh sengkang.
Berdasarkan uraian tersebut di atas, maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul: " Pengaruh Jarak Sengkang Spiral Terhadap Kuat Tekan Beton “.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka muncul permasalahan utama yang menarik untuk diteliti yaitu seberapa besar pengaruh jarak sengkang terhadap kuat tekan beton.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh jarak sengkang spiral terhadap kuat tekan beton.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat memberikan konstribusi yang bermanfaaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan khusunya dan masyarakat pada umumnya di antaranya adalah :
1. Dapat digunakan untuk mengetahui pengaruh jarak sengkang spiral terhadap kuat tekan beton.
4
xix
2. Secara akademis dapat memberikan wawasan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya dalam perbaikan struktur beton dengan sengkang spiral untuk meningkatkan kuat tekan beton.
3. Dapat diaplikasikan pada perbaikan kolom paska kebakaran maupun gempa bumi.
4. Dapat digunakan sebagai masukan pada peraturan beton Standar Nasional Indonesia (SNI).
1.5 BATASAN MASALAH
Data yang diharapkan dari penelitian ini, yaitu : kuat tekan beton tanpa sengkang spiral dan beton sengkang dengan jarak sengkang spiral yang telah ditentukan. Macam dan jenis penelitian ini dibatasi pada permasalahan sebagai berikut :
1. Pengujian terhadap kuat tekan beton tanpa sengkang spiral dan beton dengan sengkang spiral.
2. Benda uji yang dipakai silinder diameter 15 cm tinggi 30 cm, dengan jumlah benda uji 20 buah, 5 buah tanpa sengkang spiral, 5 buah dengan sengkang spiral jarak 7.5 cm, 5 buah dengan sengkang spiral jarak 5 cm, dan 5 buah dengan sengkang spiral jarak sengkang 3 cm.Sengkang yang digunakan diameter rata-rata 3.20 mm.
3. Untuk kuat tekan rencana beton dalam mutu fc 10,375 MPa.
4. Kajian terhadap beban tekan aplikasi pada kolom.
5
xx 1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Urutan pokok permasalahannya maupun pembahasannya yang akan diuraikan dalam skripsi ini adalah :
1. Bagian awal skripsi
Bagian ini berisi : halaman judul, abstrak, persetujuan pembimbing halaman pengesahan, pernyataan, motto dan persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar tabel, dan daftar lampiran.
2. Bagian isi skripsi.
Bagian ini terdiri dari : Bab I Pendahuluan
Dalam bab ini penulis menguraikan latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
Bab II Kajian Pustaka
Bab ini berisi teori yang menunjang penelitian, yakni menguraikan tentang confined concrete (beton terselubung), modulus elastisitas beton, perhitungan struktur kolom, perhitungan struktur kolom lingkaran dan kerangka berfikir.
Bab III Metodologi Penelitian
Menjelaskan tentang uraian umum, variabel penelitian, tahap penelitian, prosedur penelitian, peralatan penelitian, perhitungan campuran, pembuatan benda uji, pengujian kuat tekan beton, dan analisis data.
6
