Penerapan Bambu Sebagai Tulangan Dalam Struktur Rangka ...

1

JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 7, No.1 – 2013 ISSN 1978 - 5658

Penerapan Bambu Sebagai Tulangan Dalam Struktur Rangka

Batang Beton Bertulang

Tedy Wonlele1)

, Sri Murni Dewi 2)

, Siti Nurlina3)

1)

Dosen Politeknik Negeri Kupang

Jl. Adisucipto Penfui Kupang, PO BOX 139 Nusa Tenggara Timur

E-mail: [email protected] 2,3)

Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jl. MT. Haryono 167, Malang 651

ABSTRAK

Penerapan bambu sebagai tulangan dalam beton bertulang berangkat dari kenyataan akan kekuatan tarik

bambu yang besar, merupakan material yang dapat diperbaharui dan ramah lingkungan sedangkan baja

merupakan bahan tambang yang tidak dapat diperbaharui sehingga keberadaanya akan habis. Rangka atap

bangunan sederhana merupakan salah satu jenis struktur yang dapat menggunakan beton bertulang bambu.

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengetahui kapasitas beban runtuh rangka batang beton bertulang

bambu, (2) Megetahui perilaku keruntuhan rangka batang beton bertulang bambu, (3) Mengetahui pengaruh

variasi ketinggian batang vertikal terhadap kapasitas beban runtuh dan pola keruntuhan beton bertulang

bambu, (4) Mengetahui tegangan-tegangan yang bekerja pada elemen-elemen struktur rangka batang beton

bertulang bambu. Penelitian ini menggunakan 6 buah benda uji rangka batang beton bertulang bambu,

dimana 3 buah RB-100 dan 3 buah RB-80. Dimensi seluruh benda uji adalah panjang 240 cm dan dimensi

penampang 8 x 8 kecuali tinggi 100 cm untuk RB-100 dan 80 cm untuk RB 80. Kesemuanya diuji dengan

memberikan beban terpusat pada 3 buah titik simpul sejarak 60 cm, 120 cm dan 240 cm dari perletakan.

Berdasarkan analisi hasil pengujian dapat ditarik kesimpulan: (1) RB-100 mampu memikul beban total lebih

besar dari RB-8 namun variasi ketinggian RB-100 dan RB-80 tidak memberikan perbedaan beban

maksimum yang signitifikan dimana nilai-nilai beban dianalisis dengan statistic yang memberikan penolakan

a = 5%, (2) Keruntuhan awal yang terjadi pada struktur rangka batang beton bertulang bambu adalah

keruntuhan tarik yang diperlihatkan dengan pola retak yang tegak lurus batang tarik horizontal namun

keruntuhan seluruh struktur disebabkan karena keruntuhan titik buhul perletakan akibat pengaruh gaya geser

dan gaya tekan , (3) Tegangan-tegangan pada RB-100 lebih besar dari tegangan-tegangn RB-80, (4) Rangka

batang beton bertulang bambu cukup berpotensi untuk menggantikan rangka batang kayu

Kata kunci: Rangka batang, beton, bambu

Pendahuluan

Dalam banyak bangunan,

penggunakan material beton dan baja

memegang peranan yang sangat penting.

Beton adalah material mutu tinggi dengan

kemampuan menahan api dan gempa bumi

pada bangunan. Namun demikian beton

mempunyai kekurangan yaitu kekuatan

tarik yang kecil. Oleh karena itu, perlu

tulangan untuk menahan gaya tarik untuk

memikul beban-beban yang berkerja pada

beton. Baja adalah meterial yang terbaik

untuk menggantikan kekuatan tarik yang

kecil dari beton.

Pada struktur bangunan-bangunan

bertingkat tinggi, penggunaan baja atau

beton bertulang masih belum tergantikan

akan tetapi untuk bangunan-bagunan tidak

bertingkat atau bertingkat rendah terdapat

banyak material-material yang telah

digunakan, salah satu diantarnya adalah

bambu. Bambu umumnya digunakan

sebagai struktur bangunan misalnya pada

struktur bangunan tradisional ataupun

jembatan akan tetapi banyak peneliti telah

mencoba menerapkan bambu sebagai

tulangan dalam beton bertulang untuk

manggantikan kuat tarik beton yang kecil.

Penelitian-penelitian ini berangkat dari

dari kenyataan akan kekuatan tarik bambu

yang besar dan kenyataan bahwa baja

merupakan bahan tambang yang tidak

dapat diperbaharui, sehingga

keberadaannya suatu saat akan habis.

2


Bambu mempunyai pertumbuhan

yang sangat cepat. Jenis tertentu dari

bambu bahkan dapat tumbuh 5 cm per jam

atau 120 cm per hari. Berbeda dengan

kayu yang baru siap di tebang dengan

kualitas baik setelah umur 40-50 tahun

bambu dengan kualitas baik dapat

diperoleh dalam umur 3 -- 5 tahun.

Beberapa aspek positif dari bambu adalah

ringan,kuat, ulet, rata, keras, mudah

dikerjakan, flexibilitas yang lebih baik,

dan berbentuk dinding tipis yang di bagi

menjadi ruas-ruas yang memeberikan

kekuatan besar sehingga baik untuk

dijadikan bahan konstruksi.

Kebutuhan energi untuk

memproduksi 1 m3 per unit tegangan

dalam praktek untuk material yang

biasanya digunakan dalam konstruksi sipil,

seperti baja dan beton telah dibandingkan

dengan bambu. Ditemukan bahwa untuk

baja membutuhkan 50 kali energy lebih

banyak dari bambu. Kekuatan tarik dari

bambu adalah reltive tinggi dan dapat

mencapai 370 MPa. Ini membuat bambu

menjadi subuah alternative pengganti baja

dalam aplikasi beban tarik. Ini adalah

sebuah fakta bahwa rasio tegangan tarik

terhadap berat spesifik bambu adalah 6

kali lebih besar dari baja. (Ghavami,

2000)

Bambu sebagai tulangan beton

bertulang telah banyak di teliti diantaranya

adalah oleh Khare (2005) yang meneliti

balok beton bertulang bambu dan

menyimpulkan bahwa bambu sangat

potensial digunakan untuk menggantikan

tulangan baja. Ghavami (2000), yang

meneliti tentang kolom beton bertulang

bambu dan menyimpulkan secara umum

bahwa 3% persen tulangan bambu yang di

treatment dengan Sikadur-32 Gel akan

memberikan hasil yang bagus seperti

tulangan baja konvensinal dalam beton

normal.

Walaupun berpotensi digunakan

sebagai material bangunan, bambu juga

memiliki kelemahan seperti mudah

terbakar, terlalu lentur, berlubang dan

tidak awet. Dengan menggunakan bambu

sebagai tulangan beton selain dapat

mengurangi biaya bangunan dan memakai

material yang ramah lingkungan juga

dengan bambu yang tercover oleh lapisan

beton maka akan mengurangi salah satu

kekurangan bambu yaitu mudah terbakar.

Pada penelitian ini memfokuskan pada

penerapan bambu sebagai tulangan pada

struktur rangka beton bertulang.

Perumusan masalah (1) Apakah

struktur rangka beton bertulang bambu

mampu manahan beban seperti pada

rangka batang kayu? (2) Bagaimana

perilaku model/keruntuhan rangka batang

beton bertulang dengan bambu sebagai

tulangan? (3) Berapa besar tegangan-

tegangan yang bekerja pada struktur

rangka batang beton bertulang bambu?

Tujuan dari penelitian ini adalah (1)

Mengetahui kapasitas beban runtuh rangka

batang beton bertulang bambu.(2)

Megetahui perilaku keruntuhan rangka

batang beton bertulang bambu, (3)

Mengetahui pengaruh variasi ketinggian

batang vertical terhadap kapasitas beban

runtuh dan pola keruntuhan beton

bertulang bambu, (4) Mengetahui

tegangan-tegangan yang bekerja pada

elemen-elemen struktur rangka batang.

Tinjauan pustaka

Rangka batang adalah susunan

elemen-elemen linier yang membentuk

segitiga atau kombinasi segitiga, sehingga

membentuk rangka yang tidak dapat

berubah bentuk apabila di beri beban

eksternal tanpa adanya perubahan bentuk

pada satu atau lebih batangnya. Setiap

elemen tersebut secara khas dianggap

tergabung pada titik hubung sendi

(Scodek 1995).

Rangka batang sederhana yang

menggunakan batang relative sedikit

seringkali di jumpai pada atap. Prinsip

utama yang mendasari penggunaan rangka

batang sebagai struktur pemikul beban

3


adalah penyusunan elemen menjadi

konfigurasi segitiga hingga menjadi

bentuk stabil. Beban external pada rangka

batang adalah beban terpusat dan di

anggap bekerja pada titik simpul atau

sendi. Efek beban eksternal ini

menyebabkan keadaan tarik murni atau

tekan murni pada setiap batang.

Gambar 1. Beban rangka batang

Karakteristik beton

Kuat tekan f’c ditentukan dengan

silinder standar berukuran 6 in x 12 in

(diameter 150 mm dan tinggi 300 mm

untuk SNI) yang di rawat di bawah kondisi

standar laboratorium dan dibebani pada

kecepatan pembebanan tertentu, pada

umur 28 hari.

Kuat tarik beton menggunakan

rumus:

f’cr = 0,5��′� …………..(1)

Modulus elastisitas beton normal

menggunakan rumus:

Ec = 4700��′� (dalam MPa) .……….(2)

Asumsi-asumsi dalam perencanaan

rangka batang beton bertulag bambu

adalah seperti pada beton bertulangan baja

yaitu:

� Regangan pada baja dan beton

berbanding lurus dengan jaraknya dari

sumbu netral.

� Regangan pada serat beton terluar ec

adalah 0,003.

� Tegangan yang terjadi pada baja fs

dibawah kuat leleh yang ditentukan fy

untuk mutu tulangan yang digunakan

adalah fs = Es . es dan untuk tegangan

fs ¥ fy maka tegangan maksimum di

tepakan sama dengan tegangan

lelehnya.

� Kuat tarik beton diabaikan.

Bila diaplikasikan beton bertulang

bambu maka anggapan-anggapan untuk

beton adalah sama sedangkan untuk

bambu tegangan leleh baja fy

diidealisasikan menjadi tegangan tarik

bambu dan dinyatakan sebagai fbambu.

Analisis Batang Beton Bertulang

Dengan Beban Axial Tekan Murni

Kapasitas beban sentries

maksimum adalah P0 dapat dinyatakan

sebagai:

P0=0,85 f’c(Ag – Ast) + (Ast . fy)……..( 3)

Rumus (3) diidealisasikan untuk

tulangan bambu maka akan di dapatkan:

P0 = 0,85 f’c(Ag – Abambu)

+ (Abambu . ftk bambu)................................(4)

Dimana:

Ag = Luas penampang bruto beton

f’c = Kuat tekan beton

Abambu = Luas penampang bambu

ftk bambu = Kuat tekan bambu

Rumus (4) adalah kondisi dimana

beton telah mencapai kekuatan maksimum.

Untuk mencari tegangan tekan yang

bekerja pada elemen beton menggunakan

rumus:

stk = ��

…………………………( 5)

Dengan:

Aekv = An +��

Abambu……………….(6)

Dimana:

stk = Tegangan tekan

P = Gaya tekan pada elemen

rangka batang

Aekv = Luas ekivalen

Eb = Elastisitas bambu

Ec = Elastisitas beton

Analisis Batang Beton Bertulang

Dengan Beban Axial Tarik Murni

Pada perencanaan tarik beton

bertulan umumnya beban tarik diabaikan

karena kuat tarik beton yang kecil akan

tetapi pada nilai beban yang kecil sebelum

terjadinya retak beton maka kekuatan tarik

ditahan oleh beton dan baja sehingga

4


kapasitas beban tarik maksimum dengan

memperhitungkan kuat tarik beton adalah:

P0 = 0,85 f’cr(Ag – Ast)

+ (Ast . fy)................................(7)

Rumus (7) diidealisasikan untuk

tulangan bambu maka akan di dapatkan:

P0 = 0,85 f’cr(Ag – Abambu)

+ (Abambu . ftr bambu)...........................(8)

Dimana:

Ag = Luas penampang bruto beton

f’cr = Kuat tarik beton

Abambu = Luas penampang bambu

ftr bambu = Kuat tarik bambu

Tegangan tarik pada saat beton

masih dalam kondisi elastis

menggunakan rumus:

str= ��

……………………………....(9)

Sedangkan setelah tegangan tarik

maksimum telah dilampaui maka gaya

tarik hanya di tahan oleh tulangan

bambu sehingga besarnya tegangan

tarik adalah:

str = ��

�� ………………………..(10)

Karakteristik Bambu

Kuat tarik bambu menggunakan

rumus:

sult = ��

�� ………………………(11)

Dimana:

sult = kuat tarik ultimate dalam MPa

Fult = Beban maksimum pada saat

runtuh dalam N

A = Luas potongan melintang

Metodologi penelitian

Penelitian ini adalah penelititian

eksperiment di laboratorium. Sedangkan

analisis yang dilakukan adalah analisis

data hasil pengujian dan analisis teoritis.

Penelitian ini menggunakan 6 buah

benda uji dimana 3 buah mewakili

kelompok RB-100 dan 3 buah mewakili

kelompok RB-80. Dimensi benda uji

kelompok RB-80 adalah rangka batang

panjang 240 cm, tinggi 80 cm dengan

dimensi penampang 8 x 8 cm dan dimensi

benda uji untuk kelompok RB-100 adalah

rangka batang panjang 240 cm, tinggi 100

cm dengan dimensi penampang 8 x 8 cm

(RB - 100).

Kuat tekan beton yang dituju 22,5

MPa. Campuran beton menggunakan mix

desin khusus dengan perbandingan berat

PC:Pasir:Kerikil = 392:887:887. Bambu

yang digunakan adalah bambu jenis Ori.

Untuk mengatasi kembang susut yang

terjadi pada bambu maka bambu dilapisai

dengan lapisan kedap air. Lapisan kedap

air ini menggunakan cat kayu. Sesaat

setelah bambu di cat maka permukaan

bambu ditaburu pasir halus untuk

memberikan daya lekat dengan beton.

Pengujian benda uji setelah berumus

28 hari. Pengujian dilakukan dengan

memberi beban terpusat pada benda uji

rangka batang pada 3 buah titik simpul. 3

buah dial gauge dipasang pada 3 titik

untuk membaca lendutan yang terjadi.

Untuk tegangan pada rangka batang

dengan memasang alat ukur regangan

strain gauge pada 2 titik pada rangka

batang dan pada masing-masing titik

dipasang strain gauge pada bambu dan

beton. Selama proses pengujian dilakukan

pencatatan nilai beban dan deformsai yang

terjadi. Variabel terikat pada penelitian ini

adalah gaya vertikal P, lendutan (∆), pola

retak dan jenis keruntuhan sedangkan

variabel bebas adalah tinggi rangka

batang.

Hasil dan pembahasan

Pengujian yang dilakukan pada

rangka batang RB-100 , RB-80

memberikan hasil analisis seperti yang

ditampilkan pada gambar dan tabel

berikut.

5


80

A

A

A

A

2Ñ1x2

2Ñ1x2 Ø5-10

60 60 60 60

240

Potongan A - A

Ø5-10

1

4Ñ1x1

6 18

8

Gambar 2. Penulangan rangka batang RB-80

100

A

A

A

A

2D1x2

2D1x2 Ø5-10

60 60

240

Potongan A - A

1

4Ñ1x1

6 18

8

60 60

40°

Ø5-10

Gambar 3. Penulangan rangka batang RB-100

Gambar 4. Benda uji RB-100 dan RB-80

JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume

Gambar 5. Grafik Beban-Lendutan

T

Benda

Uji

Jarak

dari

perletakan

A 20

B 120

C 180

Rata-rata

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 2 4 6 8 10

Be

ba

n (

P)

-k

g

Lendutan (∆) - mm

GRAFIK P - ∆ RB-100, RB-100B DAN RB-100C PADA TITIK BUHUL 1

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 2 4 6 8

Be

ba

n (

P)

-k

g

Lendutan (∆) - mm

GRAFIK P - ∆ RB-100A, RB-100B, RB-100C PADA TITIK BUHUL 3

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 2 4 6 8 10

Be

ba

n (

P)

-k

g

Lendutan (∆) - mm

GRAFIK P - ∆ RB-80A, RB-80B DAN

RB-80C PADA TITIK BUHUL2

JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 7, No.1 – 2013 ISSN 1978

Lendutan RB-100 Gambar 6. Grafik Beban-Lendutan RB

Tabel 1. Lendutan maksimum rangka batang

Lendutan (∆) Maximum (mm)

Rangka batang RB-100 Rangka batang RB

Titik 1

Titik 2

Titik 3

Titik 1

Titik 2

8,94 9,73 5,73 8,32 11,00

9,89 10,12 7,70 10,33 11,62

8,71 12 8,73 6,52 8,49

9,18 10,617 7,387 8,39 10,37

10

100C PADA TITIK BUHUL 1

RB-100A

RB-100B

RB-100C

RERATA TTK

1

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 2 4 6 8 10

Be

ba

n (

P)

-k

g

Lendutan (∆) - mm


RB-80C PADA TITIK BUHUL 1

10


RB-

100B

RB-

100c

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 2 4 6 8 10

Be

ba

n (

P)

-k

g

Lendutan (∆) - mm

GRAFIK P - ∆ RB-100A, RB-100B DAN RB-100C PADA TITIK BUHUL 2

12

80B DAN

80C PADA TITIK BUHUL2

RB-80A

RB-80B

RB-80C

RERATA TTK 2

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 2 4 6 8

Be

ba

n (

P)

-k

g

Lendutan (∆) - mm


RB-80C PADA TITIK BUHUL 3

6 ISSN 1978 - 5658

Lendutan RB-80

Rangka batang RB-80

Titik 3

11,00 9,77

11,62 12,62

9,81

10,37 10,733

12

80B DAN

RB-80B

RB-80A

RB-80C

RERATA TTK 1

12


RB-100A

RB-100B

RB-100C

RERATA TTK 2

10

80B DAN

RB-80A

RB-80B

RB-80C

RERATA TTK 3

JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 0,0001 0,0002 0,0003

Te

ga

ng

an

(s)

-M

Pa

Regangan (e) - mm

GRAFIK s-e BAMBU DAN BETON

RB-100 BATANG TEKAN (AD)

Benda Uji RB

A

5044 6864

P max rata

( a )

Gambar 7

(

Gambar 8

( a )

Gambar 9. Pola retak RB

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 0,00002 0,00004 0,00006 0,00008

Te

ga

ng

an

(s)

-M

Pa

Regangan (e) - mm

GRAFIK s - e BAMBU DAN BETON

RB-80 BATANG TEKAN (AC)

JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 7, No.1 – 2013 ISSN 1978

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 0,0005 0,001 0,0015

Te

ga

ng

an

(s)

-M

Pa

Regangan (e) - mm


RB-100 BATANG TARIK (AC)

0,0004 0,0005

e BAMBU DAN BETON

100 BATANG TEKAN (AD)

BETON

BAMBU

0

20

40

60

80

100

120

-0,001 0 0,001 0,002

Te

ga

ng

an

(s)

-M

Pa

Regangan (e) -


RB-80 BATANG TARIK (AC)

Tabel 2. Beban maksimum rangka batang

Beban (P) Maximum (kg)

Benda Uji RB-100 Benda Uji RB-80

B C A B C

6864 6500 4368 6500 5564

P max rata-rata = 6136 P max rata-rata = 5477

(b)

Gambar 7. Grafik Tegangan-Regangan RB-100

( a )

Gambar 8. Grafik Tegangan-Regangan RB-80

(b)

Pola retak RB-100 Gambar 10. Pola retak RB

0,0001 0,00012 0,00014

mm

e BAMBU DAN BETON

80 BATANG TEKAN (AC)

BETON

BAMBU

7 ISSN 1978 - 5658

0,0015 0,002 0,0025

mm

e BAMBU DAN BETON

100 BATANG TARIK (AC)

BAMBU

BETON

0,002 0,003 0,004

- mm

e BAMBU DAN BETON

80 BATANG TARIK (AC)

BAMBU

BETON

C

rata = 5477

(b)

Pola retak RB-80

8


( a ) (b)

( a ) (b)

Gambar 9 (lanjutan). Pola retak RB-100 Gambar 10. Pola retak RB-80

Tabel 3. Perbandingan hasil perhitungan teoritis dan hasil eksperimen

Ket. RB-100 RB-80

Pendekatan Teoritis

Hasil Uji

��

Pendekatan

Teoritis Hasil Uji

��

Beton-Bambu

Kayu E10 kelas A

Beton-Bambu

d/b d/c Beton-Bambu

Kayu E10 kelas A

Beton-Bambu

i/g i/h

( a ) ( b ) ( c ) ( d ) ( e ) ( f ) ( g ) ( h ) ( i ) ( j ) ( k )

P total (kg)

11208 10919,2 6136 0,547 0,5619 8995,3 7423,5 5447 0,605 0,7337

Lemdutan di titik 1 (mm)

1,395 0,296 9,18 6,580 31,013 1,696 0,265 8,39 4,946 31,660

Lendutan di titik 2 (mm)

1,442 0,335 10,617 7,362 31,692 1,720 0,295 10,37 6,029 35,152

Lendutani di titik 3 (mm)

1,395 0,296 7,387 5,295 24,956 1,696 0,265 10,733 6,328 40,501

Lendutan Tekan (MPa)

13,74 11,84 8,066 0,547 0,6351 12,68 9,26 7,973 0,508 0,6965

Lendutan Tekan

(mm/mm) 0,00065 0,0013 0,000037 0,056 0,028 0,0006 0,001 0,00007 0,116 0,07

Lendutan Tarik (MPa)

168,25 9,07 98,2 0,583 10,826 168,25 9,07 104,67 0,500 9,290

Lendutan Tarik

(mm/mm) 0,0089 0,001 0,000446 0,294 2,62 0,0089 0,001 0,0035 0,393 3,5

Hubungan Beban Dan Lendutan

Dari grafik Gambar 5 dan Gambar

6 hubungan Beban – Lendutan terlihat

bahwa rata-rata pada beban 0 – 500 kg

grafik masih linier, hal ini disebabkan

belum terjadi keretakan pada batang tarik.

Pada 500 – 1000 kg rata-rata benda uji

rangka batang telah tejadi keretakan awal

namun hubungan beban lendutan masih

cenderung linier. Ini karena rangka batang

9


adalah kombinasi dari banyak elemen

sehingga pada saat satu elemen mengalami

retak maka kekakuan struktur masih besar

sehingga belum memberikan penambahan

lendutan yang besar. Pada tahap ini

bertambahnya nilai beban akan

menyebabkan peningkatan nilai lendutan

secara proporsional. Setalah tahap retak

awal terlampaui maka penambahan beban

masih diikuti penambahan lendutan secar

proporsional akan tetapi kemiringannya

lebih landai. Hal ini berarti kenaikan beban

yang lebih kecil dari tahap pertama akan

menyebabkan kehilangan lendutan yang

lebih besar. Ini disebakan karena kekakuan

struktur yang berkurang akibat dari retak

yang semakin banyak timbul pada elemen-

elemen batang. Dari grafik beban-lendutan

juga tampak bahwa rangka batang tidak

bersifat daktail karena walaupun

penambahan beban dan lendutan masih

cukup proporsional, keruntuhan terjadi

secara mendadak. Ini disebabkan kerena

keruntuhan geser yang terjadi pada titik

buhul perletakan.

Hubungan Tegangan Regangan

Grafik Gambar 7(a)

memperlihatkan pada rangka batang RB-

100, tegangan tekan pada beton dan bambu

masih bekerja dengan efektif sampai

dengan 2,214 MPa (beban maksimum

sebesar 1716 kg atau beban pertitik simpul

sebesar 572 kg) setelah itu regangan beton

berkurang sedangkan regangan bambu

terus bertambah. Ini karena pada tegangan

2,405 MPa terjadi retak baru pada 3 titik

dan salah satu retakan terjadi pada titik

buhul perletakan rol. Dari retakan-retakan

pada perletakan rol terlihat bahwa retakan

terjadi pada satu sisi. Pada sendi di titik

satu juga terjadi retakan kecil ini

mengindikasikan bahwa batan tertekuk ke

arah retakan namun bukan tekuk pada

elemen batang tapi tekuk pada struktur

rangka batang. Strain gauge beton terletak

pada sisi yang searah tekuk sedangkan

bambu pada sisi berlawanan sehingga

strain gauge menunjukkan nilai yang

tertarik setelah melewati tegangan 2,214

MPa. Ini artinya batang tekan tidak benar-

benar lurus namun demikian batang tekan

masih mampu menahan tegangan tekan

hingga 6,730 MPa setelah itu terjadi

penurunan regangan. Ini dikerenakan

kerusakan yang terjadi pada titik buhul

perletakan sehingga batang tekan tidak lagi

efektif menahan gaya tekan. Dari grafik

terlihat bahwa garis masih linier yang

berarti bambu masih dalam kondisi elastis

saat terjadi keruntuhan. Tegangan tekan

maksimum yang di capai adalah 8,066

MPa yang adalah tegangan runtuh dengan

beban 6500 kg.

Grafik Gambar 8(a)

memperlihatkan pada rangka batang RB-

80, tegangan tekan beton dan bambu masih

bekerja dengan efektif sampai 2,402 MPa.

(beban maksimum sebesar 2028 kg atau

per titik simpul sebesar 676 kg) setelah itu

regangan beton dan bambu berkurang. Hal

ini dikarenakan pada tegangan 1,137 MPa

terjadi retak pada perletakan sendi dan

pada beban 1,576 MPa mulai timbul retak

pada titik buhul perletakan rol. Keretakan-

keretakan ini menyebabkan regangan

bertambah cukup besar tanpa penambahan

tegangan seperti terlihat pada grafik.

Seperti pada RB-100 dari retakan-retakan

pada perletakan rol terlihat bahwa retakan

terjadi pada satu sisi. Pada sendi di titik

satu juga terjadi retakan kecil ini

mengindikasikan bahwa batang tertekuk

ke arah retakan namun bukan tekuk pada

elemen batang tapi tekuk pada struktur

rangka batang. Strain gauge beton terletak

pada sisi yang searah tekuk sedangkan

bambu pada sisi berlawanan sehingga

strain gauge menunjukkan nilai yang

tertarik setelah melewati tegangan 4,208

MPa. Ini artinya batang tekan tidak benar-

benar lurus namun demikian batang tekan

masih mampu menahan tegangan tekan

hingga 7,937 MPa setelah itu terjadi

keruntuhan pada titik buhul sehingga

7,937 MPa adalah tegangan runtuh rangka

10


batang dengan beban maksimum 5564 kg.

Dari grafik terlihat bahwa garis masih

linier yang berarti bambu masih dalam

kondisi elastis saat terjadi keruntuhan.

Grafik Gambar 8(a)

memperlihatkan bahwa pada RB-100

tegangan tarik beton dan bambu masih

bekerja efektif sampai 26,958 MPa (beban

maksimum 1746 kg atau 572 kg per titik

simpul). Ini mengindikasikan ahwa beton

dan bambu masih menahan gaya tarik

secara bersamaan. Setelah melewati

26,958 MPa terjadi retakan pada beton

sehingga tegangan tarik hanya di tahan

oleh tulangan bambu.

Grafik Gambar 8(b) memperlihatkan

bahwa pada RB-80 teganngan tarik beton

dan bambu masih bekerja efektif sampai

12,197 MPa (beban 572 atau 190,67 kg per

titik simpul). Setelah pengurangan

regangan pada beton sebaliknya regangan

pada bambu terus bertambah. Ini karena

beton kehilangan kekuatan sihingga

tegangan tarik hanya di tahan oleh bambu.

Hilangnya kekuatan tarik beton ini terlihat

pula pada grafik 4 – 6a dimana terjadi

pertambambahan regangan yang cukup

besar tanpa ada penambahan regangan

tekan. Regangan beton yang telihat minus

dikarenakan setalah terjadi beberapa retak

tarik maka pada bagian beton dimana

terdapat strain gauge beton kembali ke

bentuk awal sehingga terjadi regangan

tekan.

Pola retak

Model keruntuhan yang terjadi pada

rangka batang dapat dilihat dari pola

retaknya. Pola retak yang ditunjukkan oleh

ke enam benda uji mempunnyai pola retak

yang hampir sama. Keruntuhan awal

disebabkan oleh keruntuhan tarik yang

dapat dilihat dari pola awal retak yang

tegak lurus terhadap sumbu balok. Retak

kemudian timbul sepanjang balok tarik

seiring dengan pertambahan beban.

Pembebanan yang ditingkatkan

menyebabkan retakan yang timbul

disekitar perletakan dengan pola berbentuk

garis miring terhadap balok tarik

horisontal. Beban maksimum yang dicapai

menyebakan keruntuhan pada titik buhul

perletakan. Dari pola retak disekitar

menunjukkan bahwa keruntuhan akibat

adanya pengaruh gaya geser dan gaya

tekan yang bekerja secara bersamaan.

Perbandingan Analsis Teoritis Dan

Eksperimen

Berdasarkan tabel 3, maka rasio

antara hasil experiment dan pendekatan

teoritis rangka batang beton bertulang

bambu, untuk beban maksimum RB-100

54,7% dan RB-80 sebesar 39,45%. Untuk

tegangan tekan RB-100 sebesar 54,7% dan

RB-80 50,8% sedangkan tegangan tarik

RB-100 sebesar 58,3% dan RB-80 sebesar

50,0%. Akan tetapi untuk deformasi dan

regangan terdapat persentasi rasio yang

jauh melebihi 100% antara hasil analisis

struktur dengan metode elemen hingga dan

hasil penelitian. Dari prosentasi di atas

terlihat bahwa tegangan tarik beton

bertulang bambu hasil penelitian belum

mencapai 60% kekuatan tarik teoritis pada

RB-100 sedangkan RB-80 belum

mencapai 51% dari kekuatan tarik teoritis.

Perbedaan-perbedaan di atas

disebabkan karena 2 hal yaitu (1) pola

keruntuhan sangat berpengaruh karena

walaupun keruntuhan awal terjadi akibat

gaya tarik pada batang horizontal akan

tetapi keruntuhan struktur seluruhnya

disebabkan karena kombinasi, gaya geser

dan tekan pada sendi perletakan. Hal ini

menyebabkan batang tarik belum

sepenuhnya memikul beban tarik saat

terjadi keruntuhan atau degan kata lain

keruntuhan struktur seluruhnya bukan

karena keruntuhan tarik tetapi akibat

kombinasi keruntuhan geser dan tekan

pada sendi perletakan. Dari pola retak juga

menunjukkan adanya kerusakan

penampang secara local pada bagian

bawah balok titik buhul perletakan. (2)

Asumsi-asumsi dalam analitis teoritis juga

11


menyebabkan perbedaan dikarenakan

banyak asumsi dalam perhitngan struktur

dengan metode elemen hingga yang tidak

sesuai dengan keadaan pada saat penelitian

di laboratorium, seperti titik buhul di

anggap sendi ataupun modulus elastic

yang di anggap konstan.

(a)

(b)

Gambar 11. Pola retak titik buhul perletakan

Kesimpulan

1. Variasi ketinggian rangka batang

menyebakan RB-100 mampu memikul

beban tekan terpusat Ptotal = 6136 kg

sedangkan RB-80 mampu memikul

beban tekan terpusat Ptotal = 5477 kg

namun perbedaan ini tidak

signitifikan dimana nilai-nilai beban

dianalisis dengan statistic yang

memberikan penolakan a = 5%.

2. Dari pola retak terlihat bahwa

Keruntuhan awal yang terjadi pada

struktur rangka batang beton bertulang

bambu adalah keruntuhan tarik yang

diperlihatkan dengan pola retak yang

tegak lurus batang tarik horizontal

namun keruntuhan seluruh struktur

disebabkan karena kombinasi gaya

tekan dan geser pada titik buhul

perletakan.

3. Keruntuhan pada titik buhul

perletakan menyebabkan batang tarik

maupun bantang tekan tidak mampu

mengembangkan kekuatan tarik dan

tekan hingga maksimal.

4. Tegangan-tegangan pada rangka

batang RB-100 lebih besar dari

tegangan-tegangn RB-80

5. Rangka batang beton bertulang bambu

cukup berpotensi untuk menggantikan

rangka batang kayu walaupun terdapat

terdapat beberapa kekurangan

dibandingkan kayu.

Daftar Pustaka Dewi, S.M. 2008. Mekanika Struktur Komposit,

Bargie Media, 2008, Malang.

Dipohusodo, I. 2001. Analisis Struktur, Gramedia

Pustaka Utama, 2001, Jakarta.

Ernawati, 2005. Perkuatan Lentur Balok Kayu

Sengon Dengan Menggunakan Bambu

Ori Dengan Perkuatan Lentur Pada

Bagian Tarik Dan Tekan. Universitas

Negeri Malang (tidak di publikasi),

2005, Malang

Frick, H. 2004. Ilmu Konstruksi Bangunan Bambu,

Kanisius, 2004, Yogyakarta.

Ghavami, K. 2004. “Bamboo As Reinforcement In

Structural Concrete Elements”, Juornal,

Science and Direct Elsevier, 2005.

Grewal, J.K. 2009. Bamboo As Structures

Materials, Universitiy Of Southampton.

ISO/DIS-22157. 1999. Determination Of Physical

And Mechanical Properties Of

Bamboo, ISO, 1999.

Janssen, J.J.A. 1981. Bamboo In Building

Structures, thesis (unpblised),

Eindhoven University Of Technology,

Netherlands.

Khare, L. 2005. Performance Evaluation Of

Bamboo Reinforced Concrete Beams,

The University Of Texas, 2005,

Arlington.

Morisco, Rekayasa Bambu, 1999, Yogyakarta.

Nawy, E.G. 1998. Beton Bertulang Suatu

Pendekatan Dasar, PT Eresco, 1990,

Bandung.

Nurlina, S. Struktur Beton, Bargie Media, 2008,

Malang.

12


Park, R. Paulay, T. 1975, Reinforced Concrete

Structures, John Wiley&Sons, 1975,

New Zealand

Phaturahman, F. Jauhar, Kusuma, D. A.. 2003.

“Aplikasi Bambu Pilinan Sebagai

Tulangan Balok Beton”, Dimensi Teknik

Sipil, Jurnal, Vol 5, No. 1, Maret 2003:

39 – 44.

Ramanuja, R. Sastry, C.B. 1995. “Bamboo, People

And The Environment”, Proceedings,

5th International Bamboo Workshop

and the 4th International Bamboo

Congress Ubud, Bali, Indonesia, 19 –

22 June 1995.

Salmon, C.G dan Wang, C.K. 1993. Disain Beton

Bertulang, Erlangga, 1992 Jakarta.

Schodek, D.L. 1995. Struktur, PT. Eresco, 1995,

Bandung

SNI 03-2000. Tata Cara Perencanaan Struktur

Kayu Untuk Bangunan Gedung, 2000,

Bandung

SNI 03-2847-2002. 2002. Tata Cara Perencanaan

Struktur Beton Untuk Bangunan

Gedung, 2002, Bandung.

Xiao, Y. Inoue, M. Poudel, S.K. 2007. “Modern

Bamboo Structures”, Proceedings, 1st

International Conference On Modern

Bamboo Structures (Icbs-2007),

Changsha, China, 28–30 October 2007

Young, J. 2006. Investigation Of Bamboo As

Reinforcement In Concrete, The

University Of Texas, 2006, Arlington.

Penerapan Bambu Sebagai Tulangan Dalam Struktur Rangka ...

Documents

Transcript of Penerapan Bambu Sebagai Tulangan Dalam Struktur Rangka ...