i

KAJIAN KUAT LENTUR BALOK BETON KOMPOSIT

DENGAN ANGKUR BAJA TULANGAN

TUGAS AKHIR

Karya tulis sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik dari

Universitas Katolik Soegijapranata

Oleh:

Johanna Indah Mannuela NIM: 14.B1.0005

Novita Cahyaningtyas NIM: 14.B1.0066

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG

Juni 2018

Scanned by CamScanner

K A J 1A N K U A T L E N T U R B A L O K B E T O N K O M P O S 1T

D E N G A N A N G K U R B A J A T U L A N G A N

O 1e h

J o h a n n a I n d a h M a n n u e 1a N I M 14 B 1 0 0 0 5

N o v i t a C a h y a n i n g t y a s N I M 14 B 1 0 0 6 6

T e l a h di p e r i k s a da n d i s e t u ju i

T a n g g a l 2 S J u n , J O \ T a n g g a 1 2 s J u o 2ç <8

Scanned by CamScanner

K A J I A N K U A T L E N T U R B A L O K B E T O N K O M P O SÏ T

D E N G A N A N G K U R B A J A T U L A N G A N

O 1e h

J o h a n n a I n d a h M a ï 1n u e l a N I M 14 B 1 0 0 0 5

N o v i t a C a h y a n i n g t y a s N I M 14 B 1 00 66

T e l a h d ip e Dk s a da n di s e t u ju i

T a n g g a l i s 3 u n i 2o \

(I r Y Y u l i M u ly a n t o,

M T )

T a n gg a l J u n , 2 0 6

O, E n d r o G iy a n t o.

M M )

T a n g g a l 2 S J w \ ? Ql

Scanned by CamScanner

Scanned by CamScanner

Scanned by CamScanner

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala

rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Draft

Tugas Akhir yang berjudul “Kajian Kuat Lentur Balok Beton Komposit Dengan

Angkur Baja Tulangan”.

Laporan ini diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat guna

menyelesaikan program Sarjana (S1) Teknik Sipil Universitas Katolik

Soegijapranata Semarang.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan laporan ini masih

banyak kekurangan mengingat kemampuan penulis yang terbatas. Untuk itu dengan

kerendahan hati penulis mengharapkan adanya kritik dan saran demi kesempurnaan

laporan ini.

Dalam penulisan laporan ini penulis memperoleh bantuan dan dukungan dari

berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Daniel Hartanto,ST. MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.

2. Bapak Ir. David Widianto, MT., selaku Koordinator Tugas Akhir Fakultas

Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang dan Dosen

Pembimbing I selama penelitian dan penyusunan laporan Tugas Akhir.

3. Bapak Ir. Widija Suseno, MT., selaku Dosen Pembimbing II selama

penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir. Yohanes Yuli Mulyanto, MT., dan Ir. Endro Giyanto, MM., selaku

Dosen Penguji dalam sidang Tugas Akhir.

5. Bapak Ausonta Martono selaku owner CV. Jati Kencana Beton.

6. Bapak Feryano dan rekan-rekan Laboratorium CV. Jati Kencana Beton

yang membantu dan membimbing kami selama penelitian.

7. Bapak Budi Kusyanto selaku laboran dari Laboratorium Bahan Bangunan

Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.

8. Laboratorium Bahan dan Konstruksi Universitas Diponegoro Semarang.

9. Segenap keluarga atas kasih sayang dan dukungan serta doa yang tidak

pernah putus.

viii

10. Dika Ananditya dan Adri Praditya, teman satu tim yang bersama menjalani

penelitian.

11. Teman-teman Teknik Sipil dari semua angkatan atas segala dukungannya.

12. Pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah membantu

penulis dalam penyusunan laporan ini.

Akhir kata, penulis berharap laporan ini bermanfaat bagi semua pihak yang

membaca dan mempelajarinya.

Semarang, 10 April 2018

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING ......................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI ................................................... iii

KARTU ASISTENSI PEMBIMBING I .................................................... iv

KARTU ASISTENSI PEMBIMBING II .................................................. v

KATA PENGANTAR ................................................................................. vii

DAFTAR ISI .............................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xv

ABSTRAKSI .............................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ...................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah .................................................................. 3

1.3. Tujuan Penelitian ................................................................... 3

1.4. Manfaat Penelitian .................................................................. 4

1.5. Batasan Penelitian .................................................................. 4

1.6. Sistematika Penulisan ............................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Perkuatan Atau Retrofitting ................................................... 7

2.2. Beton......................................................................................... 7

2.2.1. Kelebihan dan Kekurangan Beton .................................... 8

2.2.2. Beton Normal .................................................................. 10

2.2.3. Bahan Penyusun Beton .................................................... 10

2.2.3.1. Portland Cement ................................................ 10

2.2.3.2. Air ..................................................................... 10

2.2.3.3. Agregat .............................................................. 11

2.2.4. Perawatan/Curing Beton ................................................. 14

2.2.5. Kuat Tekan Beton ........................................................... 14

2.2.6. Kuat Lentur Beton ........................................................... 15

2.3. Struktur Beton Komposit ....................................................... 17

2.4. Struktur Beton Monolit ........................................................... 18

2.5. Penghubung Geser ................................................................... 18

2.5.1. Klasifikasi Angkur Pada Beton ........................................ 19

2.5.1.1. Cast In Place ...................................................... 19

2.5.1.2. Post Installed ..................................................... 20

2.6. Pola Retak ................................................................................. 22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum........................................................................ 25

3.2. Tahapan Penelitian .................................................................. 25

3.2.1. Tahap I ............................................................................. 26

x

3.2.2. Tahap II ........................................................................... 30

3.2.3. Tahap III .......................................................................... 38

3.2.4. Rencana Kegiatan ............................................................ 38

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan ............................................................ 39

4.1.1. Analisis Saringan Agregat Halus ...................................... 40

4.1.2. Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus ....................... 45

4.1.3. Kadar Air Agregat Halus .................................................. 50

4.1.4. Kandungan Lumpur dan Kandungan Organis Agregat

Halus ................................................................................ 51

4.1.5. Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar ....................... 55

4.1.6. Berat Isi Agregat Kasar .................................................... 57

4.1.7. Konsistensi Normal Semen .............................................. 59

4.1.8. Berat Jenis Semen ............................................................ 64

4.2. Perhitungan Mix Design .......................................................... 69

4.3. Perhitungan Shear Connector .................................................. 75

4.4. Pembuatan Benda Uji .............................................................. 79

4.4.1. Pembuatan Benda Uji Silinder ......................................... 81

4.4.2. Pembuatan Benda Uji Balok ............................................ 84

4.4.3. Pembuatan Benda Uji Balok Komposit ............................ 86

4.5. Perawatan Benda Uji (Curing) ............................................... 89

4.6. Pengujian Kuat Tekan Beton ................................................. 89

4.6.1. Langkah Pengujian Kuat Tekan Beton ............................. 89

4.6.2. Berat Massa Volume Beton Benda Uji Silinder ............... 91

4.6.3. Hasil Pengujian Kuat Tekan ............................................ 92

4.7. Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Normal ........................ 95

4.7.1. Langkah Pengujian Kuat Lentur Balok Beton 15 cm × 15 cm

× 60 cm .......................................................................... 95

4.7.2. Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton 15 cm × 15 cm ×

60 cm ............................................................................... 97

4.7.3. Langkah Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Monolit dan

Komposit Berukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm ................. 100

4.7.4. Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Monolit 15 cm ×

30 cm × 60 cm ................................................................. 102

4.7.5. Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Komposit 15 cm ×

30 cm × 60 cm ................................................................. 104

4.8. Pola Retak Pada Balok Beton Berukuran 15 cm × 30 cm ×

60 cm ......................................................................................... 108

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan .............................................................................. 111

5.2. Saran ........................................................................................ 112

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 113

LAMPIRAN ............................................................................................... 115

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Atap Genting Yang Akan Diganti Pelat Beton ........................ 1

Gambar 1.2 Pelat Beton Yang Menggantikan Atap Genting ....................... 2

Gambar 1.3 Proses Pengkompositan Balok Beton ....................................... 2

Gambar 2.1 Ilustrasi Pengujian Kuat Tekan ............................................... 15

Gambar 2.2 Patah Pada 1/3 Bentang Tengah .............................................. 16

Gambar 2.3 Patah Di Luar 1/3 Bentang Tengah dan Garis Patah Pada <5%

Dari Bentang Tengah .............................................................. 17

Gambar 2.4 Momen Inersia Penampang 2 Balok Biasa Ditumpuk .............. 18

Gambar 2.5 Momen Inersia Penampang 2 Balok Yang Dikomposit ............ 18

Gambar 2.6 Baut Angkur Cast In Place Tipe J, U, dan L ............................ 20

Gambar 2.7 Self Drilling Anchor ............................................................... 20

Gambar 2.8 Bonded Anchor ....................................................................... 21

Gambar 2.9 Expantion Anchor ................................................................... 21

Gambar 2.10 Retak Lentur (Flexural Crack) ................................................ 23

Gambar 2.11 Retak Geser Pada Bagian Balok (Web Shear Crack) ............... 23

Gambar 2.12 Retak Geser Geser-Lentur (Flexural Shear Crack) ................. 23

Gambar 2.13 Retak Puntir (Torsion Crack) .................................................. 24

Gambar 2.14 Retak Lekatan ......................................................................... 24

Gambar 3.1 Bagan Alir Tahapan Penelitian ............................................... 25

Gambar 3.2 Bagan Alir Tahap I ................................................................. 26

Gambar 3.3 Agregat Kasar ......................................................................... 27

Gambar 3.4 Cetakan Benda Uji Balok dan Silinder .................................... 30

Gambar 3.5 Alat Pengujian Kuat Tekan Beton ........................................... 31

Gambar 3.6 Angkur ................................................................................... 32

Gambar 3.7 Mesin Bor HILTI TE 7 ........................................................... 32

Gambar 3.8 Titik Pemboran Benda Uji Balok ............................................ 33

Gambar 3.9 Sikat Pembersih ...................................................................... 33

Gambar 3.10 Pompa Udara .......................................................................... 33

Gambar 3.11 Pengaplikasian HILTI HIT-RE 500 V3 ................................... 34

Gambar 3.12 Chemichal Anchor HILTI HIT-RE 500 V3 ............................. 34

Gambar 3.13 Alat Tembakan Chemichal Anchor HDE 500-A22 .................. 35

Gambar 3.14 Cetakan Benda Uji Tahap III .................................................. 36

Gambar 3.15 Alat Pengujian Kuat Lentur Beton .......................................... 36

Gambar 3.16 Bagan Alir Tahap II ................................................................ 37

Gambar 4.1 Agregat Halus Pasir Muntilan ................................................. 39

Gambar 4.2 Batu Pecah Seloarto Dimensi 2 cm × 3 cm ............................. 39

Gambar 4.3 Semen Tiga Roda ................................................................... 40

Gambar 4.4 Agregat Halus yang Sudah Dikeringkan ................................. 40

Gambar 4.5 Saringan Agregat Halus .......................................................... 41

Gambar 4.6 Mesin Pengguncang Saringan Agregat Halus .......................... 41

Gambar 4.7 Pemadatan Agregat Halus ....................................................... 45

Gambar 4.8 Menimbang Piknometer Kosong dan Piknometer Berisi Air ... 46

Gambar 4.9 Piknometer Yang Sudah Diisi Agregat Halus dan Air ............. 46

Gambar 4.10 Menimbang Piknometer yang Sudah Diisi Agregat Halus dan

xii

Air .......................................................................................... 47

Gambar 4.11 Proses Pengeringan Agregat Halus .......................................... 47

Gambar 4.12 Menimbang Berat Wadah dan Benda Uji ................................ 50

Gambar 4.13 Pengeringan Benda Uji Agregat Halus .................................... 50

Gambar 4.14 Memasukkan Agregat Halus ke dalam Gelas Ukur .................. 51

Gambar 4.15 Air Garam ................................................................................ 52

Gambar 4.16 Agregat Halus Setelah Dikocok ............................................... 52

Gambar 4.17 Penuangan NaOH Pada Gelas Ukur ......................................... 53

Gambar 4.18 Proses Pengadukan NaOH dan Agregat Halus .......................... 54

Gambar 4.19 Perubahan Warna Pada Benda Uji ............................................ 54

Gambar 4.20 Agregat Kasar Dalam Wadah ................................................... 55

Gambar 4.21 Perendaman dan Penimbangan Sampel Uji Agregat Kasar ....... 55

Gambar 4.22 Penimbangan Wadah ............................................................... 57

Gambar 4.23 Pemadatan Benda Uji ............................................................... 57

Gambar 4.24 Menimbang Wadah dan Agregat Kasar .................................... 58

Gambar 4.25 Satu Set Alat Vicat ................................................................... 59

Gambar 4.26 Penimbangan Semen Sebanyak 300 Gram ............................... 59

Gambar 4.27 Proses Pencampuran Semen Dengan Air .................................. 60

Gambar 4.28 Proses Pengadukan Semen dan Air .......................................... 60

Gambar 4.29 Cincin Ebonit dan Pelat Kaca ................................................... 61

Gambar 4.30 Bola Semen.............................................................................. 61

Gambar 4.31 Memasukkan Bola Semen ke Dalam Cincin Ebonit .................. 61

Gambar 4.32 Penggunaan Alat Vicat Pada Benda Uji ................................... 62

Gambar 4.33 Grafik Uji Konsistensi Normal Semen ..................................... 64

Gambar 4.34 Pengisian Tabung Le Chatelier Dengan Kerosin ...................... 65

Gambar 4.35 Proses Pendiaman Tabung Le Chatelier ................................... 65

Gambar 4.36 Hasil Pengukuran Suhu Kerosin ............................................... 66

Gambar 4.37 Bacaan Volume Awal Pada Skala Tabung Le Chatelier ........... 66

Gambar 4.38 Penimbangan Semen Seberat 65 Gram ..................................... 67

Gambar 4.39 Memasukkan Semen ke Dalam Tabung Le Chatelier ............... 67

Gambar 4.40 Bacaan Volume Akhir Pada Skala ............................................ 68

Gambar 4.41 Sketsa Gaya Geser dan Momen Akibat Gaya Tekan P ............. 78

Gambar 4.42 Sketsa Gaya Geser dan Momen Akibat Beban Sendiri ............ 79

Gambar 4.43 Alat Slump ............................................................................... 81

Gambar 4.44 Menimbang Semen Dengan Timbangan ................................... 82

Gambar 4.45 Memasukkan Bahan ke Dalam Concrete Mixer ........................ 82

Gambar 4.46 Memasukkan Air ke Dalam Concrete Mixer ............................ 83

Gambar 4.47 Pengukuran Nilai Slump ........................................................... 84

Gambar 4.48 Benda Uji Silinder ................................................................... 84

Gambar 4.49 Cetakan Balok Ukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm ....................... 85

Gambar 4.50 Pengadukan Material Beton Dengan Concrete Mixer ............... 85

Gambar 4.51 Memasukkan Beton ke Dalam Benda Uji ................................. 86

Gambar 4.52 Pemboran Pada Benda Uji........................................................ 86

Gambar 4.53 Memasukkan Chemical Anchor ke Dalam Lubang ................... 87

Gambar 4.54 Perekatan Angkur Dengan Chemical Anchor ........................... 87

Gambar 4.55 Pengkompositan Benda Uji Balok ............................................ 88

Gambar 4.56 Memasukkan Beton Segar ke Dalam Benda Uji ....................... 88

xiii

Gambar 4.57 Proses Curing Beton ................................................................ 89

Gambar 4.58 Menimbang Benda Uji Silinder ................................................ 90

Gambar 4.59 Pelapisan Permukaan Atas Benda Uji Dengan Mortar Belerang 90

Gambar 4.60 Pengujian Kuat Tekan .............................................................. 91

Gambar 4.61 Keretakan Benda Uji Silinder Akibat Pembebanan................... 91

Gambar 4.62 Grafik Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari .................................. 94

Gambar 4.63 Alat Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Normal ..................... 95

Gambar 4.64 Peletakan Benda Uji pada Alat Uji Kuat Lentur ....................... 96

Gambar 4.65 Benda Uji Setelah Pengujian Kuat Lentur ................................ 96

Gambar 4.66 Grafik Perbandingan Beban Lentur Maksimum Balok Beton

Lama dan Beton Baru Dimensi 15 cm × 15 cm × 60 cm .......... 100

Gambar 4.67 Alat Uji Kuat Lentur Balok Beton 15 cm × 30 cm × 60 cm ...... 100

Gambar 4.68 Menimbang Benda Uji Komposit ............................................. 101

Gambar 4.69 Pengangkatan Benda Uji Dengan Alat Crane ........................... 101

Gambar 4.70 Peletakan Benda Uji Komposit Pada Alat Pengujian ................ 102

Gambar 4.71 Grafik Perbandingan Beban Lentur Maksimum Balok Beton

Monolit dan Beton Komposit Dimensi 15 cm × 30 cm × 60 cm 106

Gambar 4.72 Grafik Perbandingan Beban Lentur Maksimum Yang Dapat

Dipikul Balok Beton ................................................................ 108

Gambar 4.73 Pola Retak Pada Balok Beton Komposit ................................... 109

Gambar 4.74 Pola Retak Pada Balok Beton Monolit ..................................... 110

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Batas-Batas Gradasi Agregat Halus ............................................ 12

Tabel 2.2 Batas-Batas Gradasi Agregat Kasar ............................................ 14

Tabel 3.1. Jumlah Benda Uji Tahap II ........................................................ 35

Tabel 3.2. Rencana Kegiatan Penelitian ...................................................... 38

Tabel 4.1 Hasil Analisis Saringan Agregat Halus ....................................... 44

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus .. 49

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar .. 56

Tabel 4.4 Tabel Penurunan Jarum Vicat ..................................................... 64

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Berat Jenis Semen ............................................. 69

Tabel 4.6 Tabel Standar Deviasi dan Nilai Tambah .................................... 70

Tabel 4.7 Nilai Slump yang Direncanakan Untuk Berbagai Jenis

Konstruksi .................................................................................. 71

Tabel 4.8 Kebutuhan Air Pencampur dan Udara Untuk Berbagai Nilai

Slump dan Ukuran Maksimum Agregat ....................................... 71

Tabel 4.9 Hubungan Rasio Air – Semen dengan Kuat Tekan Beton ............ 72

Tabel 4.10 Volume Agregat Kasar Persatuan Volume Beton Untuk Slump

7,5 cm Sampai 10 cm .................................................................. 73

Tabel 4.11 Faktor Koreksi Untuk Nilai Slump Berbeda ................................ 74

Tabel 4.12 Berat Massa Volume Beton ........................................................ 92

Tabel 4.13 Hasil Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari ....................................... 94

Tabel 4.14 Hasil Kuat Lentur Beton Lama Ukuran 15 cm × 15 cm × 60 cm

Umur 28 Hari.............................................................................. 97

Tabel 4.15 Hasil Kuat Lentur Beton Baru Ukuran 15 cm × 15 cm × 60 cm

Umur 28 Hari.............................................................................. 98

Tabel 4.16 Hasil Kuat Lentur Beton Monolit Ukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm

Umur 28 Hari.............................................................................. 103

Tabel 4.17 Hasil Kuat Lentur Beton Komposit Ukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm

Umur 28 Hari.............................................................................. 105

Tabel 4.18 Persen Kelemahan Antara Beton Komposit Terhadap Beton

Monolit ....................................................................................... 107

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Ilustrasi Tahapan Pembuatan Benda Uji ....................................................... L-01

Time Schedule .............................................................................................. L-02