BAB I DEEP BEAM_2

7/23/2019 BAB I DEEP BEAM_2

http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-deep-beam2 1/52

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Balok tinggi pada beton bertulang sering digunakan pada konstruksi beton antara

lain ; balok penghubung (transfer girder ) baik bentang sederhana maupun bentang

menerus yang menerima beban kolom diatasnya, struktur lepas pantai (caisson,

dermaga), dinding geser, dinding penahan, sistem pondasi (roof foundation), serta

balok diafragma. Kriteria dan persyaratan balok tinggi secara umum jika rasio antara

bentang geser dengan tinggi efektif balok tidak melebihi nilai 1,0. etapi dikenal juga

persyaratan yang membedakan antara balok pendek ( short beams) dengan balok tinggi

(deep beams), dimana untuk balok pendek rasio tersebut berkisar antara 1 sampai !,".

#edangkan yang memiliki rasio diatas !," mulai dapat dimasukkan dalam kategori

balok lentur yang kon$ensional. Bentang geser yang dimaksud adalah bagian dari

panjang balok yang menerima tegangan geser pada arah yang sama akibat beban%beban

yang bekerja.

&enggunaan balok tinggi yang ada sekarang ini belum menyentuh kepada fungsi

dan peran dari balok tersebut, misalnya adanya balok yang ditumpangi kolom diatasnya

sedangkan balok tersebut lebih difungsikan sebagai balok yang terlentur, bukan sebagai

balok yang difungsikan untuk menerima beban geser yang besar. &enulangan geser

yang kurang mencukupi serta terkesan hanya memenuhi penulangan minimum saja

'alaupun pada titik beban dan perletakan dimana terjadi konsentrasi geser yang cukup

besar. &emanfaatan balok%balok pracetak pada diafragma jembatan yang justru diberi

gaya aksial dengan sistem prategang, akan menyebabkan fungsi geser menjadi

berkurang. &ersyaratan dimensi dan penampang balok yang menyebabkan kurang

1



kakunya balok tinggi tersebut, sehingga jika salah pemakaian justru akan membuat

keruntuhan balok sebelum dibebani.

* section 10.+.1 menentukan bah'a dalam merencanakan lentur, aksi balok

tinggi harus benar%benar dipertimbangkan jika l n /d kurang dari !," untuk bentang

menerus atau kurang dari "- untuk bentang sederhana. lemen yang lebih pendek

harus benar%benar direncanakan dengan memperhitungkan distribusi tegangan dan

regangan yang tidak linear lagi. #edangkan * section 11./.1 menentukan juga bah'a

dalam merencanakan geser, aksi balok tinggi harus benar%benar dipertimbangkan

ketika jika l n /d kurang dari " dan balok dibebani pada sisi atas atau permukaan tekan.

Kedua pernyataan tersebut agak berubah%ubah, sehingga perlu definisi yang lebih baik

untuk balok tinggi. Balok tinggi adalah sebuah balok yang menerima beban langsung

dalam jumlah yang signifikan ketumpuan balok melalui daerah tekan yang arahnya

merupakan joint dari beban dan reaksi balok. al ini dapat terjadi jika beban titik yang

bekerja memiliki jarak kurang !d dari tumpuan balok, atau jika pada balok bekerja

beban merata maka rasio l n /d kurang dari - sampai ".

al%hal tersebut diatas yang sebenarnya ingin ditelaah lebih jauh pada penelitian

ini, sehingga pemakaian balok tinggi benar%benar dapat optimal dan efisien serta

sesuai penggunaannya. Besaran%besaran seperti kekakuan balok, kemampuan balok

ultimit serta displacemen balok akan menjadi ukuran untuk menyatakan balok tinggi

yang didesain cukup aman dengan parameter%parameter yang diberikan seperti

penulangan geser yang cukup, dimensi yang tepat serta pembebanan yang sesuai.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh rasio bentang geser dan tinggi efektif (ad) terhadap perilaku

geser balok tinggi.

!



1.3 Tujuan Penelitian

ujuan dari penelitian ini adalah

2engetahui pengaruh rasio bentang geser dan tinggi efektif (ad) terhadap perilaku

geser balok tinggi.

1. Batasan Masalah

2engingat banyaknya masalah yang akan timbul dalam sebuah penelitian, agar

terarah dan memperoleh hasil pengujian yang sesuai dengan judul maka perlu kami

batasi sebagai berikut

1. Benda uji memakai tumpuan sendi%rol.

!. #kala &emodelan yang digunakan adalah Buckingham3s &hi heorem dan tidak

dibahas lebih lanjut.

4. 5imensi Balok uji berdasarkan pemodelan adalah (1406-0061100) mm, dengan

-710 sebagai tulangan tarik, !710 untuk tulangan tekan, 78%100 sebagai

sengkang dan 78 untuk tulangan bagi yang jumlahnya ber$ariasi dari 1 9 4

tulangan.

-. :asio ad yang digunakan adalah 0.8 , 0./ , dan 1.0.

". &embebanan benda uji dengan dua titik beban (t'o point loading).

1.! Man"aat Penelitian

&enelitian ini dapat juga bermanfaat bagi pengembangan iptek, masyarakat dan

institusi, dimana penjabarannya dapat diberikan sebagai berikut

1. &engembangan *&K

5engan penelitian ini diharapkan adanya pengkayaan dan membuka

'a'asan tentang teori balok tinggi dan aplikasinya pada konstruksi beton

4



bertulang, sehingga diperoleh informasi pemakaian dan pemanfaatan

konstruksi balok tinggi secara tepat dan benar.

!. 2asyarakat

2asyarakat pemakai dan pengguna jasa konstruksi menjadi lebih mengenal

tentang fungsi dan pemakaian balok tinggi pada struktur beton bertulang.

4. *nstitusi

&enelitian ini akan dapat memperkaya pustaka tentang struktur beton

bertulang pada &erguruan inggi.

-



BAB II

TIN#AUAN PU$TAKA % DA$AR&DA$AR TE'RI

2.1. TIN#AUAN PU$TAKA

&emakaian serat karbon polimer (:&) yang ditempel pada sisi samping balok

tinggi sebagai perkuatan geser dapat meningkatkan kapasitas geser "0 sampai 100<

untuk balok dengan satu titik beban ditengah bentang, sedangkan peningkatan -0

sampai 88 < diperoleh pada dua titik beban. 5emikian juga penempatan posisi atau

arah :& juga mempengaruhi kapasitas geser balok tinggi, yakni peningkatan

terbesar terjadi pada posisi :& -" derajat terhadap sumbu balok, pada :& arah

=00 (arah $ertikal) kapasitas geser meningkat +/< untuk satu titik beban dan --<

untuk dua titik beban, sedangkan pada sudut mendatar tidak berpengaruh (hanya

terjadi peningkatan sebesar 4<). &eningkatan daktilitas juga terjadi pada balok tinggi

yang diberi :& pada arah -"0 dan arah $ertikal hingga ! kalinya ( Zhang, etc.,

2004).

>sulan perhitungan untuk balok tinggi yang berlobang pada bagian badan telah

dibuat dengan mengacu pada model strut-and-tie yang sederhana dimana pengaruh

kemiringan penulangan geser menjadi pertimbangan utama. &enulangan geser yang

miring berfungsi untuk menahan retak diagonal yang terjadi pada balok tinggi (Tan,

etc., 2004).

&enyelidikan keruntuhan tekan geser telah dilakukan pada balok tinggi dengan

mengambil $ariasi rasio bentang geser dan tinggi efektif balok (ad) antara 1,0 sampai

!," dengan beban single dan double pada balok. 5ijelaskan bah'a mutu beton, rasio

"



penulangan utama, rasio penulangan geser pada rasio ad 1,0 sampai !," akan

mempengaruhi keruntuhan tekan geser pada balok tinggi ( Zararis, 2003).

5esain dengan metode *:* pada balok tinggi dengan memakai beton normal

dan mutu tinggi telah dilakukan re$isi untuk memperkirakan geser ultimit yang

terjadi. &arameter yang ber$ariasi diberikan pada penyelidikan tersebut antara lain ;

rasio ad antara 0,!+ sampai !,+ ; jumlah penulangan utama (1,!4 sampai ",/0<),

jumlah penulangan geser dan mutu beton yang digunakan antara !" sampai 100 2&a

( Leong and Tan, 2003).

&erkiraan daerah dan dimensi keruntuhan tekan geser juga dapat dilakukan pada

balok tinggi dengan memakai metode , yang mengukur besarnya energi lokal dari

sensor%sensor yang diberikan pada permukanan beton. $aluasi daerah keruntuhan

dapat diketahui dari pengujian tekan unia6ial pada balok berdasarkan amplitudo

maksimum yang diukur dari tegangan maksimum. &anjang daerah keruntuhan balok

hasil pengujian ternyata lebih dari 40< dari hasil pengukuran sensor yang dilakukan

dari berbagai bentuk dan ukuran benda uji (Watanabe, 2002).

&engaruh letak beban dengan penulangan geser yang berbeda pada balok tinggi

dengan beton mutu tinggi (f3c ? "" 2&a) juga telah diteliti, dimana dilakukan

pengujian dengan beban seluruhnya terletak pada tepi atas balok, dan semua pada tepi

ba'ah balok serta kombinasi tepi atas dan tepi ba'ah balok dengan ratio &top& bottom

masing%masing 11 dan !1. #edangkan $ariasi penulangan geser yang diteliti antara

lain balok tinggi dengan tulangan utama yang dimiringkan, tulangan geser $ertikal

serta kombinasi tulangan geser $ertikal dan hori@ontal. &enelitian ini juga menjelaskan

bidang defleksi balok, lebar retak yang terbentuk, pola retak, model keruntuhan, beban

retak diagonal, kekuatan layan dan ultimit (Tan and Wei, !!!).

8



&erbaikan kerusakan pada balok tinggi dapat dilakukan dengan memberikan

sistem perkuatan "clamping stirrup e#ternall$% (jepitan sengkang pada bagian luar

balok), baik untuk balok tinggi kon$ensional maupun balok tinggi prategang dimana

sistem ini dapat merubah mekanisme peralihan gaya dalam balok tinggi sehingga dapat

menerima beban lebih dari semestinya. &erformance dan kekuatan balok tinggi dapat

dikembalikan secara penuh sepanjang kerusakan tersebut adalah keruntuhan geser

diagonal secara splitting (sobekan) dan kur$a beban%lendutan akan berkurang 1"<

pada balok yang rusak dan diberi perkuatan terhadap balok yang utuh. Aumlah

penulangan geser tidak banyak berpengaruh pada kekuatan bentang geser yang diberi

"clamp stirrup%. &enempatan perkuatan yang paling baik adalah pada bagian tengah%

tengah bentang geser (Teng, !!' ).

Balok dengan a$d 1umunya mengacu pada balok tinggi. :etak diagonal mula%

mula kira%kira d4 dari ba'ah balok dan secara serempak menyebarkan ke arah

tumpuan dan beban terpusat. Keruntuhan terjadi dengan hancurnya beton pada beban

terpusat dan tumpuan. 2odel keruntuhan ini dinamakan keruntuhan balok tinggi ()ong

dan *+ans.

Balok dengan perbandingan bentang geser dengan tinggi , ad, kurang dari 1.0

adalah yang digolongkan sebagai balok tinggi, dan suatu balok dengan ad yang

melebihi !." adalah balok biasa. Balok antara dua cakupan ini digolongkan sebagai

balok pendek (Thammanoon enpongpan 200.hal.

2.2. LANDA$AN TE'RI

2.2.1 Umum

Balok tinggi adalah suatu elemen struktur yang mengalami beban seperti balok

biasa, tetapi mempunyai rasio tinggi terhadap lebar yang relatif besar. Balok tinggi+



dengan struktur beton bertulang banyak ditemukan pada balok pembagi (transfer

girder), dinding penahan dan dinding geser. Balok tinggi memiliki parameter dimensi

yang berbeda dengan balok kon$ensional, dimana pada balok yang kon$ensional

perbandingan tinggi dan lebar balok berkisar antara 1," sampai !. Balok tinggi

memiliki parameter yang diukur dari rasio perbandingan bentang geser terhadap tinggi

balok (ad), yang biasanya berkisar antara 1 sampai !,". #edangkan balok dengan

rasio ad lebih besar dari !," sudah dikategorikan sebagai balok lentur yang

kon$ensional. Balok tinggi didefinisikan juga sebagai balok yang memiliki rasio

bentang bersih terhadap tinggi efektif (l n /d ) kurang dari " untuk balok yang diberi

beban merata pada sisi atas atau sisi tekan balok sederhana serta mempunyai bidang

geser kurang dari dua kali tinggi balok. Beberapa kriteria yang dapat digunakan untuk

menentukan jenis struktur balok tinggi ( a$, !!0 dan Winter, !!) adalah sebagai

berikut

1. :asio bentang geser terhadap tinggi efektif balok (ad) !." untuk balok dengan

beban terpusat atau rasio bentang bersih terhadap tinggi efektif (l n /d ) " untuk

beban merata.

!. &anjang bidang geser (a) harus kurang dari ! kali tinggi balok

4. inggi balok jauh besar dari lebar balok.

2.2.2 Ke(untuhan Bal)*

aktor yang mempengaruhi perilaku dan kekuatan geser balok beton bertulang

dengan tumpuan sederhana sangat banyak dan kompleks serta tidak seluruhnya bisa

dipahami. aktor%faktor tersebut termasuk ukuran dan bentuk penampang balok,

jumlah dan susunan penulangan lentur, penulangan tekan dan trans$ersal, rasio bentang

geser terhadap tinggi efektif balok (ad) serta sifat%sifat beton dan bajanya sendiri. Aika

/



faktor selain rasio ad dibuat tetap pada penampang balok persegi maka $ariasi

kapasitas geser dapat dijelaskan seperti Cambar !.1 berikut ini.

Gambar 2.1 . Perubahan rasio a/d terhadap geser pada balok persegi

Berdasarkan type keruntuhan balok seperti yang terlihat pada Cambar !.1, jenis

balok dapat dikelompokkan menjadi - (empat) kategori, yakni

1. Balok tinggi ( eep 1eam), yang memiliki rasio ad 1

!. Balok pendek (hort 1eam), yang memiliki rasio 1 ad

!,"

4. Balok menengah ( ntermediate 1eam), yang memiliki rasio

!," ad ≤ 8.

-. Balok lentur ( Long 1eam), yang memiliki rasio ad ? 8.

Balok Tinggi a/d < 1

=

Kekuatan tekan-geser

Keruntuhan tarik-geser

2 o

m e

n

r u n t

u h

D

E a

21

KeruntuhanBalokbalok tinggi

Keruntuhanlentur

Keruntuhan tarik diagonal

76543

Kekuatan retak miring, Vc

Kekuatan momen lentur

:asio ad

dan tekan-geser



&ada balok dengan rasio ad 1, tegangan geser sangat berpengaruh. :etak

diagonal terbentuk mula%mula pada jarak sekitar 14 tinggi balok dari sisi ba'ah dan

secara bersamaan retak merambat kearah tumpuan dan titik beban. Keruntuhan terjadi

dengan hancurnya beton pada salah satu daerah, yakni pada titik beban atau pada

tumpuan. :etak diagonal yang terbentuk menyebabkan adanya daerah tekan lengkung

(arch one) yang saling berhubungan pada balok, dimana kemampuan yang tersedia

menjadi lebih besar, hal ini mengakibatkan beton pada balok bertambah kapasitas

gesernya dibandingkan dengan balok yang kon$ensional. erbentuknya retak diagonal

pada balok dengan dua titik beban cenderung berperilaku seperti pelengkung dimana

beban dipikul oleh tekan yang merambat sekitar daerah tekan lengkung tersebut. ipe

keruntuhan ini disebut model keruntuhan balok tinggi, dimana keruntuhan yang

mungkin terjadi diantaranya

• Keruntuhan angker yakni lepasnya tulangan tarik dari beton.

• ancurnya beton pada daerah tumpuan balok

• Keruntuhan lentur yang timbul akibat hancurnya beton dibagian atas dari

pelengkung (daerah titik beban) atau akibat tulangan tarik sudah meleleh.

• Keruntuhan daerah tekan lengkung (arch one) akibat eksentrisitas dari tekanan

didalam pelengkung, yang mengakibatkan retak diagonal dan retak diatas tumpuan.

Besarnya beban runtuh yang terjadi pada balok biasanya berapa kali dari beban retak

diagonal.

Balok Pendek 1 < a/d < 2,5

#eperti pada balok tinggi, balok pendek memiliki kekuatan geser yang melebihi

kekuatan retak diagonal. :etak diagonal sering terbentuk dengan sendirinya setelah

retak lentur terjadi. :etak pertama%tama akan terbentuk tetap diba'ah titik beban

#etelah retak lentur%geser terjadi, retak merambat kedaerah tekan dengan naiknya beban,10



yang ditandai dengan ledakan. :etak ini juga merambat sebagai suatu retak sekunder

menuju tulangan tarik dan kemudian menerus secara hori@ontal sepanjang penulangan

tersebut. Keruntuhan yang mungkin terjadi antara lain adalah keruntuhan angker pada

tulangan tarik, yang disebut juga keruntuhan tarik%geser ( shear-tension failure) atau

keruntuhan akibat hancurnya beton disekitar daerah tekan, yang dinamakan keruntuhan

tekan%geser ( shear-compresion failure). Beban runtuh yang terjadi dapat

mencapai dua kali beban saat retak diagonal terjadi.

Balok Menengah 2,5 < a/d < 6

Kecenderungan balok runtuh geser sebelum kapasitas lentur tercapai. >ntuk balok

dengan panjang sedang, retak lentur $ertikal adalah retak yang pertama terbentuk,

disusul dengan retak geser%lentur miring. 'alnya retak lentur cenderung melengkung

dan membentuk segmen balok diantara retakan yang berupa FgigiG. pabila pangkal dari

FgigiG ini bertambah lebar sebagai akibat bertambahnya retak lentur, maka dimensi

segmen tidak mampu lagi memikul momen akibat gaya tarikan , akar gigi ini akan

pecah dan membentuk retak geser9lentur yang miring. imbulnya retak diagonal seperti

ini mengakibatkan balok tidak lagi mampu untuk meneruskan beban. 5engan kata lain

terbentuknya retak diagonal merupakan batas kekuatan geser balok yang disebut juga

keruntuhan tarik diagonal. Kemungkinan dua tipe keruntuhan dapat terjadi pada kondisi

ini yakni

Bal)* +en,an (asi) a-+ tin,,i, ketika beban pada balok meningkat maka retak lentur

a-b berubah arah menjauhi tumpuan dan merambat menuju titik beban (lihat gambar

!.!d). &ola retak a-b-c mengacu pada retak geser9lentur atau disebut retak diagonal.

5engan adanya peningkatan beban, retak akan bertambah dengan cepat menuju e hingga

menyebabkan balok terbelah dua. ipe keruntuhan ini disebut juga keruntuhan tarik

11



diagonal. Karakteristik yang penting dari tipe keruntuhan ini adalah bah'a beban runtuh

yang terjadi sama dengan beban saat retak diagonal terbentuk.

Bal)* +en,an (asi) a-+ (en+ah retak diagonal akan berhenti merambat naik (pada 5)

dan retak lebih lanjut meluas disekitar tulangan tarik (lihat gambar !.!e). Ketika beban

meningkat, retak diagonal akan bertambah lebar sedangkan pada bagian lain retak akan

meluas sepanjang tulangan tarik ( g-h). Kemampuan tulangan di sebelah kiri retakan

akan berkurang karena menurunnya lekatan tulangan pada beton. Aika pada bagian ujung

tulangan tidak diberi kait atau angker maka keruntuhan akan terjadi secara bersamaan.

etapi jika diberi kait atau angker maka perilaku balok sama seperti lengkung tarik dan

kegagalan terjadi ketika beton disekitar angker terlepas. ipe keruntuhan ini disebut

keruntuhan tarik%geser. Beban runtuh biasanya sedikit lebih besar dibandingkan dengan

beban retak diagonal.

Balok entur a/d ! 6

Balok yang memiliki rasio ad ? 8, keruntuhan lentur balok lebih dominan

dibanding dengan keruntuhan geser (lihat gambar !.!b). Keruntuhan dari balok lentur

dimulai dengan melelehnya tulangan tarik dan diakhiri dengan kehancuran beton pada

penampang dengan momen maksimum. 5isamping retak lentur yang hampir $ertikal

pada panampang dengan momen yang maksimum, maka sebelum keruntuhan, retak

yang sedikit miring (terhadap arah $ertical) kemungkinan terjadi diantara perletakan dan

penampang dengan momen maksimum. Hamun demikian kekuatan dari pada balok

sepenuhnya tergantung pada besarnya momen maksimum dan tidak dipengaruhi oleh

besarnya gaya geser. Balok harus direncanakan sedemikian rupa sehingga pada tulangan

lentur terjadi leleh dahulu sebelum beton hancur, keruntuhan seperti ini disebut juga

keruntuhan daktail.

1!



Gam/a( 2.2 M)+el Ke(untuhan Bal)*

(sumber esign of 1eam for hear 2006

2.2.3. Me*anisme Pen0alu(an Gese(

&enyaluran geser dalam beton sebagian besar berasal dari 14



• egangan geser beton di daerah yang tertekan, 7 c. (lihat Cambar !.4)

• *katan antar agregat yang melintang pada retak diagonal, 7 a. *katan antar agregat

berhubungan langsung dengan bahan beton yaitu ukuran maksimum agregat, bentuk

butiran, dan kuat%tarik beton. Caya geser dapat dipindahkan hingga ketumpuan

sampai terjadi retak pada beton.

• Caya $ertikal 7 d , yang berhubungan dengan detail penulangan. 5alam beton

bertulang ketika retak telah terjadi maka gaya $ertikal tersebut menjadi aktif sampai

kondisi beban ultimit tercapai.

• ulangan geser, 7s

• Caya tumpuan, 7t

Gam/a(. 2.3 Pen0alu(an ,a0a ,ese( a+a /al)*

5ari Cambar !.4, diperoleh persamaan keseimbangan gaya sebagai berikut

" T # " $ % " a& % " d % " s (2.

Berdasarkan free%body diagram balok beton yang retak, seperti ditunjukkan pada

Cambar !.-. Keseimbangan $ertikal menghasilkan ketahanan geser saat balok retak

" $ # " $' % " d % " a (2.2

dimana kontribusi gaya%gaya yang terjadi adalah

7 c D beton tak retak pada daerah tekan (!0 9 -0< dari 7 c)

7 d D gaya pasak yang dihasilkan oleh tulangan lentur (1"%!"< dari 7 c)

1-



7 a D komponen $ertikal dari ikatan antar agregat (4"%"0< 7 c)

Gam/a( 2. K)m)nen ,ese( a+a /al)* (eta*

(sumber esign of 1eam for hear 2006

(a) Balok yang telah retak

(b) #egmen balok diantara retakan

1"



(c) liran geser pada balok

Gam/a( 2.! Keseim/an,an ,ese( +ianta(a (eta*an

>ntuk menjelaskan mekanisme ketahanan geser pada balok tinggi dapat ditinjau

segmen balok yang terbentuk diantara dua retakan (lihat gambar !.") dimana

keseimbangan gaya%gaya yang bekerja dapat dinyatakan sebagai berikut

8 9 T . 5d (2.3

Ketahanan gaya geser dalam balok dapat dirumuskan sebagai berikut

7 Dd#

d8 Dd#

d (T 5d ) (2.4

7 D 5dd#

dT I T

d#

5d d )( (2.6

5ari rumus diatas dapat dilihat bah'a geser ditahan oleh efek kombinasi sebagai

berikut

• Bagian pertama ( 5d d#

dT ) dari persamaan (!.") me'akili aksi balok (beam action)

yang sempurna dimana lengan gaya%gaya dalam 5d dianggap konstan dan besaran T

berubah sepanjang bentang balok.

• Bagian kedua (Td#

5d d )( ) dari persamaan (!.") me'akili aksi lengkung tekan

(arch action) dimana gaya T dianggap konstan dan 5d berubah sepanjang bentang

balok.

18



Gam/a( 2. P(insi me*anisme *etahanan ,ese( A*si /al)* +an ar$h

(sumber esign of beam for shear 2006

Kedua aksi ini dapat diilustrasikan dalam Cambar !.8 diatas. Aika lengan gaya 5d ,

dianggap konstan seperti asumsi didalam teori balok lentur

d#

5d d )(D 0 maka 7 D 5d

d#

dT (2.'

dimana

d#

dT adalah aliran geser disepanjang lintasan antara tulangan dan daerah tekan.

2ekanisme penyaluran geser ini disebut aksi balok (beam action), yang ditunjukkan

dengan bagian aliran geser. #ebaliknya, jika aliran geser sama dengan nol

d#

dT D 0 maka 7 9 T

d#

5d d )( (2.:

al ini dapat terjadi jika aliran geser tidak bisa disalurkan akibat terjadi slip pada

tulangan, atau jika perpindahan aliran geser dihalangi karena adanya retak miring

disepanjang titik beban sampai kereaksi ditumpuan. 2ekanisme penyaluran geser ini

disebut aksi lengkung (arch action).

1+



Gam/a( 2.4 M)+el strut(and tie /al)*

2ekanisme penyaluran geser pada balok tinggi dapat juga didekati dengan model

stut-and-tie seperti terlihat pada gambar !.+. Kekuatan yang tersedia pada aksi lengkung

sebagian besar sangat bergantung kepada resultan tegangan tekan diagonal yang dapat

ditahan. &ada bentang geser yang relatif pendek dengan rasio 1 ad !," akan

terbentuk strut tekan dari retak%retak miring yang mampu menahan beban tambahan.

Beban langsung disalurkan dari titik beban menuju tumpuan oleh strut tekan diagonal

tersebut. ekanan horisontal dalam beton dan tarikan pada tulangan utama harus

seimbang dengan beban tersebut. Bentuk geometrik dari mekanisme ini yang

menyumbangkan kekuatan geser, yang bergantung kepada penempatan titik beban dan

reaksi tumpuan. Keruntuhan umumnya terjadi karena hancur atau terbelahnya strut tekan

diagonal tersebut, yang besarnya sangat bergantung pada hasil uji belah silinder beton.

2.2. Kuat Gese( Bal)*

Beberapa faktor yang mempengaruhi kapasitas geser balok tinggi antara lain

Kuat beton bertambah akibat meningkatnya aksi pasak, ikatan antar agregat dan

daerah tekan.

1/



:asio penulangan

=

bd

; s ρ bertambah akibat meningkatnya aksi pasak dan

ikatan antar agregat. Aika ρ meningkat maka lebar retak akan berkurang oleh karena

itu ikatan antar agregat akan bertambah.

Kekuatan penulangan longitudinal hanya memberikan sedikit pengaruh

terhadap kapasitas geser.

ipe agregat mempengaruhi kemampuan ikatan antar agregat. 5engan

begitu kuat geser beton ringan akan lebih kecil dari beton normal 'alaupun

keduanya memiliki kuat tekan yang mungkin sama.

>kuran balok khususnya tinggi balok, memainkan peranan penting dalam

kapasitas geser. Balok yang lebih lebar secara proporsional lebih lemah dari balok

yang lebih ramping. al ini disebabkan karena ikatan antar agregat yang dile'ati

tidak dapat bertambah secara proposional pada ukuran balok.

:asio bentang geser terhadap tinggi efektif balok, = d 7

8

d

a+

.

mempengaruhi jenis keruntuhan geser dan ketahanan geser pada balok, dimana

- Balok dengan rasio 1," ad +, gagal geser biasanya lebih dahulu terjadi sebelum

tercapai gagal lentur.

- Ketahanan geser yang paling minimum diperoleh pada rasio ad ≈ !,"

->ntuk rasio ad !," aksi lengkung secara signifikan meningkatkan kuat geser.

2enurut * code, kuat geser balok tinggi dapat dirumuskan sebagai berikut

7 u 9 < ( 7 c = 7 s (2.>

7 c 9

d b 8

d 7 f

d 7

8 0

u

u

0cu

u !"00=,1",!",4

J

+

− ρ

(2.!

7 s 9

−

+

+

1!

,11

1!

,1 d l

s

;d l

s

; n

h

+hn

+

++

f $ d (2.0

1=



dimana < D faktor reduksi geser

8 u , 7 u D gaya momen dan geser pada penampang kritis (H%mm, H)

Jc f D kuat tekan beton (2&a)

ρ ' D jumlah penulangan lentur (<)

; s / bd D rasio luas tulangan terhadap luas penampang beton

;++ ,;+h D luas tulangan geser $ertikal dan hori@ontal (mm!),

untuk ;++ tidak boleh kurang dari 0,001" b s+

untuk ;+h tidak boleh kurang dari 0,00!" b s+

l n D bentang bersih balok (mm)

s+ , sh D jarak antar tulangan geser $ertikal dan hori@ontal (mm), s+ tidak boleh

melebihi 1" d dan sh tidak melebihi 14 d atau -"0 mm.

2.2.! Dist(i/usi Te,an,an Bal)*

&erilaku balok tinggi lebih mendekati perilaku dua dimensi bukan satu dimensi

sehingga distribusi tegangan yang terjadi juga mendekati keadaan tegangan dua dimensi.

kibatnya bidang datar sebelum lenturan tidak harus tetap datar setelah terlentur.

5istribusi teganganya tidak lagi linear, deformasi geser yang diabaikan pada balok lentur

kon$ensional menjadi sesuatu yang cukup signifikan dibandingkan dengan deformasi

lentur murninya. Cambar !.= menjelaskan distribusi tegangan yang bersifat linear pada

tengah%tengah bentang balok sebelum terjadi retak, dimana hal ini terjadi pada balok

dengan rasio bentang efektif terhadap tinggi balok lebih besar dari enam (rasio ad ? 8).

!0

1/2 h

1/2 h

h

n

c!g!c2/3 h

"

#



Gam/a( 2.5 Dist(i/usi te,an,an lentu( a+a /al)* lentu(

rajektori yang terbentuk pada balok lentur yang dibebani dengan beban merata

diperlihatkan pada Cambar !.10. 5istribusi tegangan utama dapat diperoleh dari analisa

elemen hingga. asil yang diperoleh dari analisa tersebut dengan mengambil asumsi

bahan balok memiliki sifat elastis, homogen dan isotropik. asil tegangan%tegangan

utama tarik dan tekan ditampilkan dengan arah panah masing%masing, dimana panjang

arah panah menunjukkan besarnya tegangan, serta arah panah menunjukkan arah

tegangan. 5ari trajektori tersebut terlihat bah'a tegangan tekan maksimum terjadi pada

tengah bentang disisi atas balok dengan arah tegangan menuju kearah tumpuan.

egangan tarik terjadi juga pada tengah bentang, tetapi terjadi pada sisi ba'ah balok

dengan arah yang berubah jika makin dekat dengan tumpuan. 5ari trajektori tegangan

utama tersebut diharapkan retak $ertikal akan terbentuk ditengah bentang, pada sisi

ba'ah balok, yang arahnya tegak lurus dengan f . 5ari tengah bentang, retak a'al pada

sisi ba'ah balok akan bertambah keatas dan arahnya berubah seiring dengan

meningkatnya tegangan geser, + dan berubahnya arah f . Besarnya tegangan utama dapat

dirumuskan sebagai berikut

egangan tarik utama f D !

!

!! + f f

+

+ (2.a)

!1



egangan tekan utama f 2 D !

!

!! + f f

+

− (2.b)

#edangkan besarnya sudut trajektori, θ antara f dengan garis hori@ontal dapat

ditentukan dari persamaan

f

+!!tan =θ (2.2)

Beton akan retak jika tegangan tarik utama, f melebihi dari tegangan tarik dari beton.

5ari persamaan (2.) terlihat bah'a tegangan tarik utama dipengaruhi oleh besarnya

tegangan geser,+. &ada garis netral balok tegangan lentur, f D 0 dan tegangan geser akan

mengakibatkan terbentuknya retak pada arah θ D -"0 terhadap arah hori@ontal.

Gam/a( 2.11 T(aje*t)(i te,an,an utama a+a /al)* lentu(

( sumber &ark and &aulay, 1=+" )

#edangkan untuk balok tinggi distribusi tegangan ditengah bentang balok terlihat

tidak linear seperti terlihat pada Cambar !.1!. Besarnya tegangan tarik maksimum pada

sisi ba'ah jauh melebihi besarnya tegangan tekan maksimum. 5emikian juga pada

trajektori tegangan%tegangan utama yang terbentuk, seperti terlihat pada Cambar !.14,

dimana pada balok tinggi yang ditumpu diatas dua perletakan terjadi lintasan tegangan

yang curam dan pemusatan tegangan tarik utama pada daerah tengah bentang serta

!!



pemusatan tegangan tekan pada daerah perletakan baik untuk balok dengan dibebani

pada sisi atas balok maupun pada sisi ba'ah balok.

Gam/a( 2.12 Dist(i/usi te,an,an lentu( a+a /al)* tin,,i

nalisa elastis pada balok tinggi harus memperhitungkan distribusi non%linear dari

regangan yang terjadi akibat beban. &ada balok tinggi beban retak pertama terjadi pada

14 sampai dari beban ultimitnya. #etelah retak terbentuk tegangan terdistribusi

kembali dan yang paling penting menjadi tidak ada gaya tarik yang melintang pada

retakan. asil analisa elastis distribusi tegangan balok yang mengakibatkan retak dapat

digunakan sebagai pedoman untuk menggambarkan arah retakan dan aliran gaya%gaya

pasca retak yang terjadi. Cambar !.14a menjelaskan trajektori dari tegangan utama jika

balok dibebani merata pada sisi atas dan Cambar !.14b jika balok dibebani pada sisi

ba'ah. Caris putus%putus adalah trajektori tegangan tekan yang arahnya sejajar dengan

tegangan tekan utama sedangkan garis penuh adalah trajektori tegangan tarik yang

sejajar dengan tegangan tarik utama. :etak diharapkan terjadi pada arah tegak lurus

garis trajektori tarik atau sejajar dengan garis trajektori tekan. &ada kasus balok tinggi

sederhana yang diberi beban terpusat di tengah bentang maka tegangan tekan utama

!4

n

"

$!72 h

2/3 h

#



terjadi adalah pada garis sejajar yang menghubungkan antara titik beban dengan

tumpuan balok dan tegangan tarik utama sejajar pada sisi ba'ah balok. egangan lentur

pada sisi ba'ah balok untuk keseluruhan bentang relatif tetap 'alaupun tidak begitu

terlihat. &ada model strut%and%tie, trajektori garis putus%putus menyatakan strut tekan

sedangkan trajektori garis penuh menyatakan tarikan (tie). #udut yang dibentuk

diperkirakan juga ber$ariasi secara linear mulai dari 8/0 (kemiringan !," 1) untuk l/d D

0,/ atau lebih kecil, θ D -00 (kemiringan 0,/"1) untuk l/d D 1,/. &ada balok tinggi

sederhana yang diberi beban merata memiliki trajektori seperti terlihat pada Cambar

!.14. #udut trajektori yang terbentuk ber$ariasi berkisar antara 8/ 0 untuk l/d D 1,0 atau

yang lebih kecil hingga ""0 untuk l/d D !,0.

Gam/a( 2.13 T(aje*t)(i te,an,an utama a+a /al)* tin,,i

2.2. Dist(i/usi Ga0a Pa+a Bal)*

#etelah mengenal tegangan yang terjadi pada penampang balok, maka selanjutnya

mengetahui bagaimana distribusi tegangan%tegangan disepanjang bentang. egangan

pada suatu penampang bergantung pada besar dan arah momen serta gaya e6ternal pada

penampang tersebut, maka distribusi tegangan di sepanjang balok dapat diperoleh

dengan mempelajari distribusi gaya dan moment.

!-

)a* Beban pada sisi atas balok )b* Beban pada sisi ba+ah balok



2.2.4 Analisis Gese( Pa+a Bal)*

Kekuatan tarik pada beton jauh lebih kecil dibandingkan dengan kekuatan

tekannya, maka desain terhadap geser merupakan hal yang sangat penting dalam struktur

beton. &erilaku balok beton pada keadaan runtuh karena geser sangat penting dalam

struktur beton. &erilaku balok beton pada keadaan runtuh karena geser sangat berbeda

dengan keruntuhan karena lentur. Balok yang terkena keruntuhan geser langsung hancur

tanpa adanya peringatan terlebih dahulu,juga retak diagonalnya lebih lebar dibandingkan

dengan retak lentur.

Kekuatan geser beton adalah besar, ber$ariasi antara 4" sampai dengan /0< dari

kekuatan tekan. 5alam pengujian, sulit untuk membedakan geser dari tegangan%

tegangan lainnya dan oleh sebab itu menimbulkan beberapa $ariasi yang dilaporkan.

Hilai%nilai yang lebih rendah menyatakan usaha%usaha untuk memisahkan pengaruh%

pengaruh gesekan dari gesekan%gesekan sebenarnya. Hilai geser hanya berarti pada

dalam keadaan%keadaan yang tidak biasa, karena geser biasanya harus dibatasi sampai

nilai%nilai yang jauh lebih rendah supaya dapat melindungi beton terhadap tegangan%

tegangan tarik diagonal. egangan%tegangan tarik diagonal sering dianggap sebagai

tegangan%tegangan geser, tetapi sebenarnya hal itu tidak tepat. #atu hal yang penting,

tegangan geser biasanya dihitung untuk mencegah beton mengalami kegagalan tarik

diagonal. arik diagonal merupakan penyebab utama dari retak miring. 5engan

demikian keruntuhan didalam balok yang la@imnya disebut sebagai Gkeruntuhan geser

Gsebenarnya adalah keruntuhan tarik diarah retak miring.

Keseimbangan bagian penampang balok dalam arah $ertikal diperoleh dengan

adanya tegangan geser pada balok.

#ecara umum besarnya tegangan geser $ yang berlaku adalah

!"



$ Dl b

72

.

5imana E D gaya lintang (gaya geser akibat beban luar)

# D momen statis dari bagian yang tergeser terhadap garis netral

b D lebar balok

l D momen inersia penampang

>ntuk penampang persegi nilai maksimal tegangan geser terdapat pada garis netral

penampang sebesar

$maks D l b

72

.

D4

1!

1-

1

!

1

bhb

hbh7

Dbh

7

!

4

egangan geser pada daerah diantara perletakan dan beban tidak dapat diformulakan

kembali dengan rumus yang lebih sederhana.

2.2.6 Pe(ila*u Bal)* Den,an Tulan,an Gese(

#tandart * didalam perencanaan tulangan geser adalah dengan jalan meninjau

kekuatan geser nominal En sebagai jumlah dari dua bagian

En D EcIEs

5imana En adalah kekuatan geser nominal; Ec adalah kekuatan geser dari balok yang

dikerahkan oleh beton dan Es adalah kekuatan geser akibat penulangan geser.

)e?uatan geser $ang disumbang?an beton 7c

&ada peraturan #K#H* rumusan yang digunakan adalah

!8



Ec D d bc f ..J8

1

atau Ec D d b 8u

7uc f ..1!0J

+

1

+ ρ

d b

;s

.= ρ

5imana

c f J D nilai kekuatan tarik beton, dimana pengaruh mutu beton terhadap

Ec dapat ditetapkan.

b D Lebar balok

d D inggi efektif

ρ D :asio tulangan

8u

d 7u. D nilai kelangsingan struktur, didalam pemakaian nilai ini tidak boleh

lebih dari pada 1

(tru?tur 1eton, @ni+ersitas emarang !!! hal :4-:6

2.2.5 7un,si Da(i Tulan,an ,ese(

&ada balok sebelum terjadinya retak, sengkang praktis bebas dari tegangan tetapi

setelah terjadinya retak diagonal sengkang berfungsi memperbesar daya pikul geser

dari suatu gelagar dalam empat cara terpisah yaitu

a. #ebagian besar dari gaya geser dipikul oleh sengkang yang memotong suatu retak

tertentu.

b. danya sengkang yang membatasi perkembangan retak diagonal dan mengurangi

perambatan retak tersebut ke dalam daerah tekan

c. #engkang juga mela'an melebarnya retak, sehingga kedua permukaan retak tetap

menempel secara dekat

!+



d. #engkang disusun sedemikian rupa sehingga dapat mengikat tulangan memanjang

menjadi satu kesatuan dengan beton. al ini memberi sedikit sumbangan terhadap

kemungkinan terbelahnya beton sepanjang tulanagn memanjang, dan meningkatkan

bagian dari gaya geser yang dipikul melalu mekanisme pasak.

2enurut Ha'y, C. d'ard 1==0 hal 14-. >ntuk menyediakan kekuatan geser dengan

jalan memperbolehkan suatu redistribusi dari gaya%gaya dalam yang menyebrangi retak

miring yang mungin terjadi maka penulangan geser mempunyai tiga fungsi utama yaitu

1. 2emikul sebagian dari geser Es.

!. 2ela'an pertumbuhan dari retak miring dan ikut menjaga terpeliharanya lekatan

antara agregat (atau perpindahan geser antara muka retak) Ea.

4. 2engikat batang tulangan memanjang untuk tetap ditempatnya dan dengan

demikian meningkatkan kapasitas pasak.

BAB III

MET'D'L'GI PENELITIAN

3.1 Ran8an,an Penelitian

!/



&enelitian ini dimulai pada minggu pertama bulan Auni !008 sampai akhir

gustus !008 dengan mengambil lokasi di Laboratorium #truktur >ni$ersitas

2erdeka 2alang pada tahap persiapan sampai pengecoran dan Laboratorium #truktur

>ni$ersitas 2uhammadiyah 2alang pada tahap pengujian. Benda >ji yang digunakan

dalam penelitian ini adalah 18 beton silinder dengan dimensi (1" 6 40) cm dan balok

tinggi yang berukuran (1406-0061000)mm sebanyak 1! benda uji dengan spesifikasi

sebagai berikut

1. 4 (tiga) balok tanpa tulangan geser longitudinal , t'o point loading

!. 4 (tiga) balok dengan tulangan tulangan geser longitudinal 1 7 8 mm, t'o point

loading

4. 4 (tiga) balok dengan tulangan tulangan geser longitudinal ! 7 8 mm, t'o point

loading

-. 4 (tiga) balok dengan tulangan tulangan geser longitudinal 4 7 8 mm, t'o point

loading

Gam/a( 3.1 $ettin, Pem/e/anan Bal)* +en,an t9) )int l)a+in,

Ta/el $esi"i*asi Ben+a Uji

Benda >ji 5imensi (cm)

Aumlah ul.

Ceser

Longitudinal

:asio Bentang

Ceser (ad)

Aumlah Benda

>ji

BB%0 14 6 -0 6 100 0 0.8 1

14 6 -0 6 100 0 0./ 1

!=

d

Ln

a

h

a



14 6 -0 6 100 0 1 1

BB%1

14 6 -0 6 100 1 0.8 1

14 6 -0 6 100 1 0./ 1

14 6 -0 6 100 1 1 1

BB%!

14 6 -0 6 100 ! 0.8 1

14 6 -0 6 100 ! 0./ 114 6 -0 6 100 ! 1 1

BB%4

14 6 -0 6 100 4 0.8 1

14 6 -0 6 100 4 0./ 1

14 6 -0 6 100 4 1 1

: ; 12

40

100 cm

14 cm

-0 cm

21< mm

1< mm

&1<< mm

BB%0

100 cm

14 cm

-0 cm

21< mm

mm

&1<< mm

BB%!

100 cm

-0 cm

&1<< mm

14 cm

21< mm

1< mm

2 mm

BB%1

100 cm

14 cm

-0 cm

21< mm

mm

&1<< mm

BB%4



Aambar 3.2 &enulangan pada 1alo?-u5i

3.2 Bahan Penelitian

Bahan%bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

1. Beton f3c !" 2&a dengan $olume 0,= m4, dengan agregat maksimum !0 mm, nilai

slump 1" mm, fas 0,"!.

!. Baja tulangan dengan diameter 8 mm dan diameter 10 mm

4. orm 'ork (bekisting) balok uji dari multipleks 10 mm dengan rangka dari kayu

meranti 4"

-. Ka'at bendrat untuk baja tulangan

". at dari kapur putih kapur padam

8. #olar

+. Karung Coni

3.3 Inst(umen Penelitian

dapun peralatan%peralatan yang digunakan pada pelaksanaan penelitian ini

antara lain

1. Loading rame dengan kapasitas !" ton

!. idraulic Aack dan idraulic &ump yang berkapasitas "0 ton

4. Load ell, kapasitas 40 ton

41



-. Load *ndicator type digital dengan ketelitian " kg

". 5ial Cauge, maksimal pembacaan 40 mm dengan tingkat ketelitian 0,01 mm

8. 5ial older type magnetic

+. etakan #ilinder berdiameter 1" cm dan tinggi 40 cm

/. ompression esting 2achine, kapasitas !00 ton

=. Kerucut #lump

10. Eibrator

11. Lup

1!. lectrical #train Cauges

14. 5igital #train *ndicator dengan tingkat ketelitian 10%8 inin

3. Pela*sanaan Penelitian

3..1 Pe(siaan

5alam melaksanakan penelitian, diperlukan adanya tahapan 9 tahapan pekerjaan

yang berguna untuk mendukung kelancaran penelitian tersebut. adapun tahapan 9

tahapan pekerjaan yang dimaksud dimulai dari tahap persiapan yang meliputi

1. &ersiapan Bahan

&ada tahap ini bahan 9 bahan yang akan kita gunakan sebagai material

penyusun beton diuji kelayakannya apakah memenuhi standar yang ditetapkan

atau tidak. &emilihan material yang mempunyai kualitas yang baik akan

berpengaruh baik juga terhadap kualitas beton yang dihasilkan. #elain

pengujian juga ditentukan kebutuhan tiap bahan guna mencapai $olume yang

direncanakan dalam hal ini adalah sebesar 0,= m4.

!. &ersiapan lat

4!



ahapan ini meliputi pengenalan alat baik dari segi kapasitas alat, cara kerja alat

dan tingkat ketelitian alat yang akan digunakan selain untu mengetahui tingkat

kelayakan pakai alat tersebut.

4. &ersiapan enaga Kerja

&ersiapan tenaga kerja juga penting selain persiapan alat terutama untuk

penelitian beton yang memerlukan tenaga yang banyak untuk menekan biaya

dan 'aktu penelitian.

3..2 Pen,ujian Tulan,an

&engujian tulangan yang dilakukan adalah uji tarik yang tujuannya adalah untuk

mengetahui mutu baja tulangan yang akan digunakan dalam hal ini adalah baja

tulangan dengan diameter 8 mm dan 10 mm.

3..3 Pem/uatan Ben+a Uji

&embuatan benda uji meliputi beberapa tahap pekerjaan, yaitu

1. &embuatan orm Mork Bekisting

orm Mork atau yang lebih dikenal dengan Bekisting adalah cetakan yang

digunakan untuk membuat beton. Bahan dan alat yang digunakan adalah

a. 2ultipleks = mm

b. >suk 4"

c. &aku

d. Cergaji

e. &alu

f. 2eteran

g. &enggaris #iku

h. &ensil

44



i. Ketam

!. &embesian

&embesian adalah pekerjaan perakitan tulangan baik untuk tulangan pokok,

tulangan geser longitudinal dan sengkang. Bahan dan alat yang digunakan

antara lain

a. Baja tulangan 7 10 mm

b. Baja tulangan 7 8 mm

c. Cergaji Besi

d. &leser atau pembengkok tulangan

e. ang atut, untuk mengencangkan bendrat

f. &aku, untuk mengencangkan bendrat

g. Bendrat, sebagai pengikat tulangan

h. 2eteran

i. Kapur ulis

4. &embuatan tumpuan dan angkur tumpuan.

Benda uji ini menggunakan tumpuan sederhana yaitu sendi dan rol, dimana

untuk sendi digunakan pipa besi yang dilas pada plat besi berukuran (10614)

cm. &emasangan tumpuan pada balok adalah dengan menggunakan angkur

tumpuan berbentuk > dari tulangan 710 mm.

-. &emasangan #train Cauge

#train Cauge adalah suatu komponen eksternal yang dipasang pada tulangan,

baik itu tulangan pokok, tulangan geser longitudinal ataupun sengkang yang

digunakan untuk mengukur regangan tulangan yang digunakan pada saat benda

uji menerima beban. #train gauges ini dipasang pada

a. ulangan &okok 1! L

4-



b. ul. Ceser Long 14 L

c. #engkang 14 L

". &engecoran

#etelah pembuatan bekisting dan pembesian selesai, maka tahap selanjutnya

adalah pengecoran. dapun bahan dan peralatan yang digunakan adalah

a. &asir

b. Kerikil

c. #emen

d. ir

e. 2olen, kapasitas 0.1!" m4

f. Bucket ( tampungan), digunakan untuk menampung beton segar yang

dituang dari molen

g. mber

h. angkul

i. #ekop

j. Eibrator

k. Kerucut braham ( slump test ), untuk mengetahui tingkat kekentalan

dan kelecakan beton

l. etakan silinder, ( 1" 6 40 ) cm

8. &era'atan

&era'atan beton dilakukan dimulai minimal 1 (satu) hari setelah pengecoran

sampai pada beton berumur !/ hari. da beberapa cara yang dilakukan dalam

pera'atan ini salah satunya adalah dengan menyelimuti beton dengan karung

goni basah.

+. &embongkaran orm Mork (Bekisting)

4"



&embongkaran orm Mork dilakukan 1- (empat belas) hari setelah pengecoran.

/. &engecatan atau &engapuran Benda >ji

&engecatan atau pengapuran benda uji bertujuan agar permukaan benda uji

menjadi putih sehingga diharapkan dapat mempermudah pengamatan terhadap

retak yang terjadi pada saat benda uji dibebani.

3.. Alu( Penelitian

48

2ulai

&erencanaan Balok inggi % &erhitungan dimensi% &erhitungan jumlah tulangan% nalisa penampang

&ersiapan Bahan dan lat

&embuatan Bekisting, &embesian dan &emasangan #train Cauge

&engecoran



&era'atan Benda >jiek apakah benda uji

mengalamikeropos

pengujian

nalisa 5ata

#elesai

grouting

Na

idak

&elepasan Bekisting umur + hari

Gam/a( 3.3 Dia,(am Ali( Penelitian

3..! $ettin, Pen,ujian

4+

Load ell

Balok >ji

L

idraulic Aack ;ctuator Brame

ial

gauge

&in upporting

a

Loading rame

Load *ndicator

idraulic &ump



Gam/a( 3. $ettin, Pen,ujian Bal)* +en,an L)a+in, 7(ame

$ettin, Pen,ujian

&engujian balok uji dilakukan dengan memakai loading frame seperti terlihat pada

gambar 4.-. &embacaan yang dilakukan pada pengujian adalah data beban yang diberikan

setiap kenaikan !"0 kg, beban saat retak a'al balok, beban saat kondisi ultimit tercapai,

displacemen pada titik beban ( tepi atas dan tepi ba'ah balok). &engamatan yang

dilakukan adalah pola retak yang terjadi mulai retak a'al, retak diagonal sampai beban

pasca retak balok. &engujian balok dilakukan pada setiap $ariasi penulangan geser dengan

ad mulai 0,8 ; 0,/ dan 1,0 dengan pemberian dua titik beban pada balok seperti terlihat

pada gambar 4.1.

3.. Ken+ala +an Ham/atan

5alam pelaksanaan penelitian, ditemui beberapa kendala yang menghambat

mulai dari tahap persiapan sampai pada pengujian. Beberapa kendala yang penulis

maksud antara lain

1. erbatasnya sarana Laboratorium #truktur Laboratorium

>ni$ersitas 2erdeka 2alang terutama dalam pengadaan alat%alat pengujian

material dan pengujian benda uji itu sendiri.

!. Kurangnya kontrol pada saat pelaksanaan pengecoran yang

menyebabkan perhitungan hasil mi6 design tidak dapat benar%benar

diaplikasikan.

4/



4. Bagi penulis, penelitian ini tergolong baru dan cukup berat jika

diukur dari besar dan beratnya benda uji dan dari segi pemahaman penulis

sendiri

BAB I=

ANALI$A DAN PEMBAHA$AN

.1 Data Hasil Pen,ujian

TABEL DATA HASIL PENGUJIAN SILINDER BETON

No. Benda Uji Berat Ppuncak uat Tekan !"c#$ uat Tekan

!%$ N &pa Rata'rata !"c#$

A .I.( () *)+ ,*-,/*+0(( ,*-,0)/,(

A.I., ()-1 *,0 ,)-221(1),(

A.II.( () *)0 ,*-)*+)**2

4=



A.II., () *+ ,-),1)1( ,+-))(*(1

A.III.( (,-1 *0+ ,,-1,11))(

A.III., () **+ ,+-(1*,()2 ,*-)*+)**2

A.III.) ()-, **0 ,*-1((+)+2*

A.I3.( () *,0 ,)-221(1),(

A.I3., ()-+ */0 ,2-(2,,0/( ,+-(1*,()2

A.I3.* ()-, *)+ ,*-,/*+0((

A.3.( ()-, *10 ,2-2*,)1,02

A.3., ()-+ *20 ,-(00*1+* ,-(00*1+*

A.3.) ()-) *+0 ,+-*222020(

A.3I.( (,-/ *20 ,-(00*1+*

A.3I., ()-, *)+ ,*-,/*+0(( ,+-00+/12,

A.3I.) () *,0 ,)-221(1),(

Rata'rata ()-(, ,+-((+1/*2

Berda4arkan 5a4i6 pen%ujian kuat tekan 7eton 8an% tercapai 9aka ditetapkan7a5:a

ni6ai fc' = 25 Mpa

-0



Ta/el Hasil Pen,ujian Bal)* Tin,,i

Benda

>ji Aumlah ulangan

Bentang

Ceser

&first%

crack &puncak :egangan 2aksimum 5efleksi 5efleksi

Ceser Longitudinal (ad) (H) (H)

ulangan

&okok Ceser Longitudinal #engkang (mm) (mm)

(6 0.000001) (6 0.000001)

(6

0.000001) pada &u

pada

&cr

0 0.8 11--"0 18=4"0 !"1 =0=- ".8= !.8/BB%0 0 0./ 11!+00 144-00 1-8 1"+4 1.+- 1.!"

0 1 8/=00 =84"0 101 14+" 1.4- 1

1 0.8 14=/"0 !0!100 -.// !."4

BB%1 1 0./ 1!4000 18/"00 8!- 1!" 1104 8.44 -.1+

1 1 ++400 10=1"0 8./! 4.=8

! 0.8 1+4800 !!"800 -.8! -.!4

BB%! ! 0./ 1!"+"0 1=-=00 10"4 !"8 +-! +.++ -.4!

! 1 /4"00 1-0100 ".=/ !.-/

4 0.8 1/=400 !-"8!0 /.!/ ".1/

BB%4 4 0./ 14="00 !---00 181- 4-+ 8/8 -.!" 1.+" 4 1 1!=!00 188100 =."/ ".88

-1



.2 Hu/un,an a-+ Den,an Be/an Reta* Pe(tama

5ari grafik diatas terlihat adanya peningkatan pada nilai &cr, pada rasio ad 1 &cr

berada pada nilai /100 H, pada rasio ad 0,/ nilai &cr terlihat banyak mengalami

peningkatan yaitu mencapai nilai ((,200 H,dan pada rasio ad 0,8 nilai &cr terlihat tidak

begitu banyak mengalami peningkatan yaitu mencapai nilai ((**+0 H. &eningkatan pada

rasio ad 0,/ sebesar 8-< sedangkan pada rasio ad 0,8 sebesar 88<.

&erilaku pada balok BB%1 ini hampir sama dengan perilaku BB%0 tidak

terjadi perbedaan yang signifikan, &cr pada rasio ad 1 sebesar 22)00 H, pada rasio ad 0,/

peningkatan beban yang terjadi juga semakin besar yaitu (,)000 H dan peningkatan itu

-!



terus terjadi pada $ariasi rasio ad 0,8 yang tidak terlalu mencolok yaitu sebesar ()1/+0 H

dan ini merupakan &cr yang terbesar pada BB%1. &eningkatan pada rasio ad 0,/ sebesar

"=< sedangkan pada rasio ad 0,8 sebesar /0,=<.

Aika dibandingkan dengan balok BB%0 dan BB%1, beban yang terjadi pada

balok BB%! ini terlihat semakin bertambah besar, ini dapat dilihat pada &cr rasio ad 1

yaitu sebesar/)+00

H sedangkan pada rasio 0,/ besar bebannya adalah(,+2+0

H atau

10+,=<, besar &cr meningkat lagi pada rasio ad 0,8 yaitu (2)00 H atau sebesar "1<.

Balok BB%4 ini memiliki besar beban yang relatif lebih besar jika dibandingkan

dengan BB%0, BB%1,BB%! dikarenakan pengaruh dari jumlah tulangan

-4



longitudinalnya semakin banyak, namun disini penulis tidak membahas pengaruhnya

kenaikan beban berdasarkan jumlah tulangan tetapi berdasarkan $ariasi rasio ad. #eperti

pada gambar%gambar grafik sebelumnya, grafik ini juga menggambarkan perubahan besar

beban yang terjadi. &ada rasio ad 1 nilai &cr yaitu (,1,00 H dan pada rasio ad 0,/

mengalami peningkatan sebesar ()1+00 N atau /< sedangkan pada rasio 0,8 peningkatan

itu sebesar (/1)00 H atau -8,"<.

Berdasarkan data grafik hubungan ad pada tipe BB yang berbeda dapat

disimpulkan bah'a semakin kecil $ariasi rasio ad semakin besar nilai &crack yang terjadi.

al ini diakibatkan semakin kecil a,jarak & ke titik tumpuan semakin dekat, sehingga

kekakuan geser yang terjadi semakin besar, sedangkan untuk nilai d konstan.

Kapasitas geser pada balok tinggi dapat diketahui dengan melihat perjalanan retak

a'al sampai terjadinya ultimit. :etak a'al merupakan indikasi dimana tegangan akibat

pembebanan melebihi dari tegangan tarik pada beton, pada penelitian ini retak a'al yang

terjadi berbeda%beda,( grafik ) hal ini disebabkan karena pengaruh beton yang tidak

homogen ataupun pemadatan pada saat pengecoran yang kurang merata.

.3 Hu/un,an a-+ Den,an Pu >Be/an Ultimit?

--



5ari grafik terlihat bah'a &ultimit pada rasio ad 1 nilai &ultimit yaitu sebesar

1)+0 H, pada rasio ad 0,/ nilai &ultimitnya sebesar ())*00 H atau 4/< sedangkan pada

rasio 0,8 besar pultimit juga bertambah yaitu (1)+0 H atau +/<.

&ada grafik ini perilakunya pun hampir sama dengan BB%0 ,nilai &ultimit pada

rasio ad 1 sebesar (01(+0 H, dan nilai &ultimit kembali meningkat pada rasio ad 0,/ yaitu

(/+00 H atau "-< dan nilai itu mengalami kenaikan kembali pada rasio ad 0,8 yaitu

sebesar !1!100 H atau =-<.

Begitu pula dengan grafik pada BB%! ini, &ultimit mengalami peningkatan pada

setiap mengecilnya nilai rasio ad. &ada rasio ad 1 besar &ultimit (*0(00 H, pada rasio ad

-"



0,/ sebesar (1*100 N atau )1; dan pada ra4io a<d 0- ke97a6i 9enin%kat 4e7e4ar ,,+00 H

atau 81<.

Aika dibandingkan dengan BB%0 sampai dengan BB%! pada &u,besar beban

pada BB%4 terlihat relatif lebih besar. 5ari grafik dapat dilihat bah'a pada balok BB%

4 dengan rasio ad 0,8 mencapai beban ultimit sebesar ,*+,0 N, rasio ad 0,/ sebesar

,***00 N dan pada rasio ad 1 beban ultimitnya sebesar ((00 H, Keadaan pada &cr dan

&ultimit juga tidak banyak berbeda, keduanya sama%sama mengalami peningkatan saat

rasio ad diperkecil.

-8



. Hu/un,an P Dan Re,an,an Pa+a BTTB&< Den,an =a(iasi a-+

..1 Hu/un,an P8( Dan Re,an,an

a. Pa+a $en,*an,

5ari Crafik terlihat bah'a pada $ariasi rasio ad 0,/ besar regangan lebih besar

dibandingkan dengan rasio ad 0,8 dan rasio ad 1. al ini disebabkan karena

pembacaan strain gauges yang kurang $alid.

/. Pa+a Tulan,an P)*)*

5ari grafik terlihat bah'a pada rasio ad 1 panjang regangannya lebih kecil jika

dibandingkan dengan $ariasi rasio ad yang lain yaitu 0,/ dan ad 0,8. &ada grafik ini

-+



juga terlihat bah'a pada rasio ad 0,8 regangan relatif lebih besar. Keadaan seperti ini

juga diikuti semakin bertambahnya nilai &.

..2 Hu/un,an Pu Dan Re,an,an

a. Pa+a $en,*an,

&ada grafik hubungan &u dan regangan sengkang pada BB%0 ini juga terlihat

&erbedaan yang mencolok pada besarnya nilai regangan pada $ariasi rasio ad 0,/ dan

rasio ad 1. :asio ad 0,8 memiliki regangan yang paling besar dan tentunya diikutii

dikarenakan nilai &u yang semakin bertambah pula.

/. Pa+a Tulan,an P)*)*

-/



idak berbeda dengan grafik hubungan regangan pada sengkang dan &u,

nilai regangan yang paling besar ada pada rasio ad 0,8 dengan nilai &u yang

besar pula. Aadi dapat disimpulkan bah'a semakin besarnya nilai & nilai regangan

juga ikut bertambah besar, dan tentunya keadaan ini dikarenakan semakin

mengecilnya rasio ad.

-=



BAB =

KE$IMPULAN DAN $ARAN

!.1 Kesimulan

5ari penelitian pada balok tinggi yang telah dilakukan dapat diambil beberapa

kesimpulan antara lain

1. &ada balok tinggi semakin kecil rasio ad kemampuan menahan beban retak dan

ultimit semakin besar,hal ini dikarenakan kekakuan yang semakin besar. Besarnya

peningkatan kemampuan menahan beban retak pada saat retak a'al BB%0 pada

rasio ad 0,/ D8-< dan pada rasio ad 0,8 D88<, pada BB%1 rasio ad 0,/ D"=<

dan rasio ad D/0,=<, BB%! dengan rasio ad D10+,=< dan rasio 0,8 D "1<,

BB%4 dengan rasio 0,8 D /< dan rasio ad 0,/ D-8,"<.

!. Besarnya nilai regangan dipengaruhi oleh besarnya nilai beban ( & ), baik untuk &u

dan &cr, sedangkan Hilai & sendiri tergantung pada besarnya $ariasi rasio ad. Aadi

semakin besar rasio ad nilai regangan semakin kecil. *ni berlaku pada regangan

tulangan pokok dan juga regangan pada sengkang.

!.1 $a(an

gar penelitan mengenai balok tinggi selanjutnya dapat lebih baik dan akurat,

maka penulis menyarankan hal%hal sebagai berikut

1. danya penambahan $ariasi jumlah tulangan geser longitudinal sampai batas yang

diijinkan (&ma6) dan rasio ad, penggunaan sengkang miring dan parameter%

parameter lain yang berpengaruh terhadap kapasitas geser balok tinggi.

"0



!. 5ilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kuat lentur balok tinggi karena dari

hasil penelitian ini diperlihatkan perubahan perilaku balok tinggi lebih kearah balok

lentur setelah diberikan $ariasi penulangan geser.

4. danya jad'al yang terencana dengan baik agar penelitian dapat selesai tepat pada

'aktunya.

-. &erhitungan 2i6 5esign yang tepat agar diperoleh benda uji sesuai rencana

". 2aterial, perlengkapan dan peralatan dipersiapkan dengan baik dengan

memperhatikan kualitas dan kelayakan pakai agar mendapat hasil penelitian yang

akurat.

8. 5ibutuhkan konsentrasi dan ketelitian yang tinggi terutama pada saat pengujian.

+. &ersiapan yang matang baik dari mental maupun pengetahuan karena penelitian ini

tergolong penelitian yang baru dan cukup berat.

"1



DA7TAR PU$TAKA

1. nonim,!00", esign o- Beams -or hear , 5ept. of i$il ngineering

>ni$ersity of &retoria

!. 5enpongpan, hammanoon,!001, --e$t o- 0e&ersed oading on hear

Beha&ior o- 0ein-or$ed on$rete, Aanuari !001

4. Ha'y .C,1==0, Beton Bertulang uatu Pendekatan asar , resco,Bandung

-. Ohang, O., ..su, and Aohn 2oren, !00-, hear trengthening o-

0ein-or$ed on$rete eep Beam using arbon iber(0ein-or$ed Pol3mer

aminates, Aournal of omposites for onstruction, Eol /, Ho.", #eptemberPctober

!00-, pp.-04%-1-.

". an, K.., .N ang, and K.ong, !00-, hear trength Predi$tion o- Pier$ed

eep Beams +ith 4n$lined eb 0ein-or$ement , 2aga@ine of oncrete :esearch,

Eol."8, *ssue./, pp.--4%-"!.

8. Oararis, &rodromos.5., !004, hear ompression ailure in 0ein-or$ed

on$reted eep Beams, Aournal of #tructural ngineering, Eol.1!=, Ho.-, pril !004,

pp "--%""4.

+. Leong, .L., and an. K., !004, Proposed 0e&ision on 404 esign

7uation -or 8ormal and 9igh trength on$rete eep Beams, 2aga@ine of

oncrete :esearch, Eol."" *ssue.4, pp !8+%!+/.

/. Matanabe, Ken., 2itsuyasu *'anami, iroshi Nokota, and Aunichiro Hi'a,

!00!, stimation o- The o$ali'ed ompressi&e ailure :one o- on$rete b3

Method , &roceeding of the 1st fib ongress, Psaka, #ession 14, Pctober !00!, pp.11+%

1!-.

BAB I DEEP BEAM_2

Documents

Transcript of BAB I DEEP BEAM_2