Pro.\'iding Pertemuan Ilmiah ~\'ain.\' Materi III.\'erpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

PENGUJIAN LENTUR P ADA BALOK BETON YANG DISAMBUNGDENGANPOLIMER 53b

Djuanda Suraatmadjal, Dicky Rezady Munaf, Hery Riyanto3'Profesor pads Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITB

2 Kepala Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan T. Sipil FTSP-ITB\ Mahasiswa S-3 Bidang Rekayasa Struktur Jurusan T. Sipil FTSP-ITB dan Dosen Jurusan Teknik Sipil

Universitas Bandar Lampung (UBL)

ABSTRAKPENGUJIAN LENTUR PADA BALOK BETON YANG DlSAMBUNG DENGAN POLIMER. Perkembangan

sistem pelaksanaan pekerjaan struktur memungkinkan clemen-clemen struktur yaitu kolom, balok dan pelat dilakukan secara

pracetak. Dengan menggunakan clemen-clemen pracetak maka dalam pelaksanaannya tidak akan terlepas dari sambungan atau

:;oillt' dari masing-masing clemen tersebut. Pada penelitian ini akan dilihat perilaku lentur pada balok yang mempunyai

sambungan. Balok yang mempunyai ukuran 100 mm X 150 mln X 1550 mm diberi beban statis di tengah bentang dalam

kondisi balok diletakkan di atas dua tumpuan dengan jarak bersih 1350. mm. Balok yang disambung diperoleh dengan tara

memotong balok utuh menjadi sepuluh clemen masing-masing sepanjang 135 mm, yang kemudian disambung-sambung dengan

bahan polimer yaitu 'u/lsafltrat"d polye.ster' berbasis 'rec,vcled poly ethylene terephtalate' setebal3 mm. Balok yang terdiri dari

beberapa clemen balok ini kemudian diuji lentur dan dibandingkan dengan balok yang tidak disambung. Dari hasil ekspe~imen

didapat bahwa balok yang menerus mempunyai kekakuan yang lebih besar dibanding balok yang disambung, namun beban

yang dapat dipikul sarna besarnya yaitu 25 kN. Aspek yang ditinjau dari pengujian ini adalah detleksi, deformasi pada beton

tekan dan tulangan tarik. putaran sudut pada tumpuan, detleksi relatif, pola rctak dan pengaruh luas bidang kontak ('interface)

pads sambungan.

ABSTRACTFLEXURAL TEST ON THE SEGMENTAL CONCRETE BEAMS JOINTED USING POLYMER, The devel-

opment on the construction of structure system allows doing the structural elements to be done by precasting. In this construc-tion system. the interconnection joints playa vital role. This research describes the flexural behavior of the concrete beamswhich have heen segmented into 10 parts of 135 mm each, the segments being jointed one another using 3 mm thick ofunsaturated polyester hased on recycled polyethylene therephtalate materials. The heams, whose dimensions arc 100 mm x 150mm x 1550 mm, arc supported by two simple supports distanced of 1350 mm, and a static load was applied on the midspan ofthose beams. Those segmental beams were compared with continuos beam of the same dimensions. The result shows that thesegmental heams have the samc load bearing capacity of 25 kN than the continuos beam, but the continuos beam appears to bemore rigid than the other one. The aspects that have been analyzed in this research arc: the deflection, the deformation ineomprcssion area of concrete fiber and the tension of the steel reinforcement, the rotation of. the support system, the relativemidspan deflection. the mode of cracks and the influence of the interface area at the joints made of polymer.

dengan struktur yang kontinu [3 ),[4 ),[5 ),(6).Pada dasamya ada dua buah jenis sambungan,

yaitu sambungan basah ('wet joint') daD sambungankering ('dry joint') (7),[8]. Pada sambungan basahbiasanya digunakan bahan penyambung cairan atauperekat sedang pada sambungan kering biasa dipakaibaut atau angker. Pada penelitian ini akan dipakaisambungan basah daD diterapkan pada balok.

Balok yang mempunyai dimensi 1550 X 150 X100 mm dibagi menjadi sepuluh bagian kemudiandisambung kembali dengan menggunakan bahanpolimer yaitu 'unsaturated polyester' berbasis 'recycledpolyethylene terephtalate' [9) setebal 3 rom.Penyambungan dilakukan dengan sistem grouting padasaat bahan polimer masih dalam bentuk cairan daD akanmengeras 15 men it kemudian. Setelah baloktersambung lalu dilakukan pengujian lentur daDkemudian dibandingkan dengan balok yang kontioyu.

I. PENDAHULUAN

Sesuai dengan perkembangan teknologi dalampekeljaan beton, maka untuk tujuan efisiensi tempat danbiaya dimungkinkan suatu elemen struktur dibuatmenjadi beberapa bagian. Di kota-kota besar lahanunt\1k pembangunan makin sempit semen tara aktifitaspenduduknya tinggi menyebabkan pekeljaan konstruksidibuat sedikit mungkin namun mempunyai kecepatanyang tinggi. Dengan alasan tersebut maka elemen-elemen struktur berupa kolom, balok dan pelat dapatdikerjakan secara paralel di suatu tempat pabrikasiuntuk kemudian setelah siap dilakukan pemasangan ditempat di mana baug1man tersebut dibangun (I J,(2 J.Pacta saat pemasangan elemen-elemen struktur ini besarsekali peran dan fungsi dari penyambung atau 'joint '.Dengan adanya :joint' pada suatu struktur tentu akanmempengarulti kekuatan dati struktur jika dibandingkan

255i):;ullnda .\'urllatma4;ll dkk.,

Pro...iding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

II. MAKSUD DAN TUJUAN Diameter tulangan 12 mm titik pusatnyaqiletakkan di tengah balok dengan jarak 35 mm dati seratbawah balok (Gambar 2).

." '

Maksud dari penclitian ini adalah untuk menge-tahui kemampuan lentur dari balok yang tersambungoleh bahan polimer jika dibandingkan dengan balokyang tidak disambung atau kontinu. Selain itu jugauntuk mengetahui kemampuan dari bahan polimersebagai perekat atau penyambung beton.

Pengamatan lain dari penelitian ini adalahmengetahui perilaku balok yang mendapat beban statispada tengah bentang. Perilaku di sini antara lain adalahputaran sudut. regangan pada beton tekan daD tulangantarik serta defleksi relatif dari balok. Pola retak balokjuga ikut diamati selama pembebanan berlangsung.Masing-masing penganlatan dilakukan baik pada betonmenems maupun pada beton yang disambung untukkemudian dibandingkan.

Gambar 2. Sistem penulangan Balok I

m. BENDA UJI3.2.2. Balok dengan tulangan di dalam pipa PVC(BALOK II).

Diameter tulangan 12 mm tidak tertanam. tetapiterlindung di dalam pipa PVC Listrik VINILON C di-ameter 5/8" daD pada salah satu ujung tulangan terdapatanker daD baut penahan. Titik pusat tulangan tetap, yaitu35 mm dari serat bawah balok beton (Gambar 3).

3.1. Dimensi dan mutu

Okural! Balok bcnda uji adalah 100 X 150 X1550 mm (Gambar I). Pada pengujian balok diletakkandi atas dua tumpuan sendi dan rol (statis tertentu)dengan jarak antara dua pcletakan (bcntang bersih)adalah 1150 mIn. Pembebanan yang dikerjakan padabalok benda u.ii ad.1lah beban terpusat (P) sebanyak duabuah dengan jarak masing-masing d.1ri ujung peletakanadalah 600 mIn.

-,",,-

600Gambar 3. Sistem Penulangan Balok II

100~-'~

.""

1550 mm1.50

3.2.2. Balok yang terdiri dari beberapa segmenbalok diisi bahan polimer dan tulangan dalampip a PVC (BALOK III).

Balok beton yang sudah disiapkan pipa PVCListrik VINILON C diameter 5/8" di dalamnya pactaposisi pusat 35 mm dari serat bawah dipotong-potongdengan panjang 135 mm kemudian disambung kembalidenganjarak 3 mm oleh ballaD pengisi polimer. (Gambar

4).Gamhar I Pcmhehallall dall settillg pellgu.iiall lelltur

halok

Muttl bcton benda uji adaJal\ 50 MFa sedang rasiotulangannya ad.cllah I %. Dengan memakai rasio tulangansebeSc'lr I % maka tulangan yang dipakai mempunyaidiameter 12 rum. Pada percobaan ini dipakai tulangantunggal (hanya dipasang tulangan tarik sa.ja) dengan I(satu) buah tulangan yaitu diameter 12 mm (As=113,1mm2) tulangan defonn.

,~PoIimer

3.2. Macam hcnda uji

3.2.1.

Balok den~an tulan~an tertanam (BALOK I) G~mbar 4. Si!;tem penlliangan Balok III

Pro.\'iding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

3.3. Bahan 4.2. PEMASANGAN INSTRUMEN

Untuk mendapatkan informasi regangan, perge-rakan relatif dan putaran sudut yang terjadi akibat bebanyang bekerja maka pada benda uji di pasang instrumen'strain gauge', LJ-DT daD inklinometer. Peletakaninstrumen di alas adalah sebagai berikut :

Beton yang dipakai pada pembuatan benda ujiadalah beton yang mempunyai kekuatan 50 MPa dengancampurnn sebagai berikut:

Tahel I Komposisi campuran beton benda uji.

Jenis MaterialNO % Beral

43,20

29,40

17,90

3,15

6,35

Agregat kasar

Agregat halus

Semet1

2

4.2.1. BALOK I (Balok dengan tulangan tertanam).

Pemasangan ',\'train gauge' diletakkan padatulangan (DFL-5-11) daD pada beton di serat atas danbawah. Pada ujung balok dipasang inklinometer untukmengetahui putaran sudut dan informasi defleksi padabalok diketahui dari L VDT di tengah dan di seperempatbentang (L VDT -SDP 100). Deformasi relatif pada balokdiketahui dengan memasang L VDT 25 pada seperempat

bentang (Gambar 6).

,Fly Ash4

~ Air

Kebutuhan beton untuk membuat benda uji 5buah dan silinder 3 buah adalah 200 liter (0,2 m3).

Untuk CET AKAN benda uji : 3 lembar multi-pleks. paku dan peralatan kayu.Pipa PVC ListrikVINI.LON C diameter 5/8" 2 (dua) batang, STRAINGAUGE: PFL-30-11 sebanyak 10 (sepuluh) buah danPFL- 6 -II sebanyak 5 (lima) buah, L VDT -25 : I (satu)buah. LVDT-SDPIOO 3 (tiga) buah danINKLINOMETER 2 (dua) buah. Gambar 6. Balok beton bertulang

4.2.2. HAWK n (Balok dcngan tulangan di dalam pipapvq.IV. PENGUJIAN

4.1. Pcmhchanan Pemasangan instrumen sarna dengan BALOK I,namun pemasangan tulangan dilakukan dengan mema-sukan tulangan yang tel all diheri 'strain gauge 'ke dalampipa PVC. Setelah tulangan terpasang maka di masing-masing ujung dipasang anker dan untuk menguncinyamelalui bani yang ada di ujung tulangan (Gambar 7).Besarnya kekuatan penguncian bani diukur meng-gunakan tor...imeter.

Pacta pengtijian ini balok diletakkan di atas duatumpuan dengan jarak antar tumpuan sendi dan roladalah 1350 mOl. Beban statis yang berkerja pactapercobaan acta dua buah dengan besar yang sarna (P)dan diletakkan padajarak 600mm daTi masing-masing

ujung peletakan (Gambar 5). Dengan pembebanan inidiharapkan akan didapatbagian balok yang mempunyaigaya gcser konstan maksimum (daerah sejauh 600 mmdari tumpuan) dan momen konstan maksimmn (ditengahbcntang sejauh 150 mOl). Pembebanan dilakukan secar~perlahan sehingga dapat diketahui prilaku elastis danplastis beton. Pembebanan dihentikan ketika beton dantulangan sudah mencapai keruntuhan [10], [II].

R 4.2.3. BALOK III (Balok yang terdiri dari beberapasegmen balok diisi/disambung oleh ballaD polimer daDtulangan dalam pipa PVC). Gambar 8.

Detail A,

p :y p BIDANG Gf:Sf:R

: --: :: Pa: : RIDANG MOMEN

Ciambar 5. Sistem Pembebanan Gambar 8. Ba\ok yang disambung dengan polimer dantulangan dalam PVC

Djuanda Suraatnra4ia dkk., 257

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sain.\' Materi IIISerpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

Keteran~an : V. BASIL PENGUJIAN DAN PEMBA-HASAN

8PiNAMPANfJ PYC USTRIK

VINILON C DIA}/8"

5.1. PENGUJIAN BALOKI

Balok I adalah balok beton yang tulangannyatidak dimasukan ke dalam pipa PVC, namunpemasangan tulangan seperti beton bertulang biasa.Dengan menggunakan tulangan diameter 12 mm dantanpa tulangan geser, balok beton dicor dengan posisitulangan 35 mm di alas serat tank terluar (serat bawahbalok). Balok yang sudah dipasang instrumen perekamdeformasi daD defleksi diletakkan pada tumpuan.Dengan menggunakan actuator balok ditekan dengankecepatan tekan 0,005 mm/det (Gambar 9). Pola retaksetelah pembebanan juga tampak pada Gambar 10.

4.3. PENGUJlAN

S"IRA~ GAUGE DFL-5-11

SmA~ GAUGE DFL-30-11

INKLINOMETER

~jT;J:

e

1~

~ LVDT25

ft:J ANKER

R. BAUTy- PENGUKURLVDT -SDPIOO

9a

Pengujian yang dilakukan terhadap kelima bendauji (BALOK I, II. IIA, III danIIIA) adalah sarna yaitupengujian lentu,. Pada pengujian ini akan diketahuibeberapa besaran yaitu :I. Deflek.\'i pada balok di tengah bentang clan di

seperempat bentang. Untuk mengetahui besaran inipada pembacaan dilakukan dari L VDT -SDP 100 yangdipasang pada tempat tersebut.

2. Deforma.~i yang terjadi pada tulangan clan beton.Besarnya deformasi yang terjadi terlihat dariperubahan yang terjadi dari 'strain gauge' yangdipasang pada tulangan (DFL-5-11) clan pada beton(DFL-30-11) di daerah ekstrim tekan (serat atas) clanekstrim tarik (serat bawah).

3. Putara/1 .\'udut yang terjadi di ke dua tumpuan.Pembacaan dilakukan dari perubahan yang terjadipada inklinometer yang dipasang pada kedua

tumpuan.4. Dejlek.~i relat!fyang terjadi antar elemen beton sejaull

135 rom. Untuk mengetahui hal ini dipasang alatL VDT -25 padc'ljarak 270 turn dari tumpuan clan titikyang ditinjau detleksi relatifnya sejauh 405 mm dari

tumpuan.5. Polo retak yang tet:jadi ketika ba.lok menerima beban

hingga tet:iadi keruntuhan.

4.4. ALAT UJI9b

Gambar 9. Balok I siap untuk diberi beban daD instrumendipasang pada tempat-tempat yang akandiketabui besarannya pada gambar atas 9a.Pada gambar bawab 9b kondisi balok setelahmengalami keruntuhan akibat pembebanan.

Pada pengujian ini dipakai alat .S'ervoHydraulic Actuator Serie." A 1-100 kN dari DARTEC.Dengan alaI ini dapat diatur berapa besar gaya yangakan diberikan pada balok yang akan dibebani lentursehingga lendutan yang terjadi juga terkendali oleh alatini. Untllk pembebanan lentur pada eksperimen inidipergtmakan kecepatan lendutw1 ."truktur sebesar 0, 00.5mm,ldel. Semua pembahan yang teljadi baik itu lendutan,defonnasi dan perpindahan relatif dihubungkan ke datalogger untuk kemudian diprint out dan data inikemudian dimasukan dalam program untuk

mendapatkan grafik.

£

:.

Gambar 10. Pola retak pada balok I yang runtuhakibat 2 buah beban statik yangbekerja pad a tengah bentang.

Djuanda Suraatmadja dkk.,258

Prosiding Perlemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

5.2. PENGUJIAN BAWK n Balok I dan Balok II. Set up benda uji dan polakeruntuhan terlihat pada Gambar 13. sedang pola retakyang terjadi akibat pembebanan tampak pada GambarBalok II adalah balok yang tulangannya dima-

sukan ke dalam pipa PVC 5/8. Setelah beton mengerasdengan p;pa PVC pada serat tarik beton (bagian bawah),laIn dimaStlkkan tulangan ulir diameter 12 mm kedalampipa PVC tersebut. Pada kedua ujung tulangan diberianker yang kemudian bautnya dikencangkan dengantorsimeter sebesar 20 kg.cm. Pemasangan instmmen daDpembebanan sarna seperti pada Balok I. Set up balokpada pengujian daD pola keruntuhan serta pola retak yangterjadi tampak pada Gambar I 1 daD Gambar 12.

13a

Ila

13b

Gambar 13. Ganlbar 13a menunjukkan Balok IIA yangsiap diuji dan pada gambar I3b adalahkeadaan balok yang sudah mengalamikeruntuhan. Retak terjadi di tengah bentang.

,,~

l)h

~

..

Gan1ba Balok II yang siap untuk diberipelnhebanan pada gambar IIa danpola keruntuhan Balok II setelahpengu.iian pada gamhar hawah lIb.

Gambar 14. Pol a retak daD keruntuhan yang terjadi padaBalok IIA akibat beban statispada pengujian.

14.5.4. PENGUJIAN BALOK III..l ...~~~

Balok III adalah balok beton dengan tulangantunggal yang terdiri dari beberapa segmen betonberukliran panjang 135 mm dan disambung denganbahan polimer setebal 3 mm. Tulangan yang dipakmyaitu tulangan tunggal dengan diameter 12 mm yangterletak ditengah sejarak 35 mm dari serat tarik beton.Setelah tulangan terpasang di kedua ujung baloktulangan diberi angker penahan dan dikencangkan olehbaut dengan kekuatan torsi meter sebesar 30 kg.cm.Pengujian yang dilakukan pada Balok III dan IlIA sarnadengan balok-balok sebelumnya. Set Up Pengujian danpola retak pada Balok III dan IlIA terlihat pada Garnbar

.1"Gamhar Pola retak dan keruntuhan yang terjadi

pada Balok II akihat heban padap.:ngujian lentur.

5.3. PENGUJIAN BALOKDA

Balok IIA pada dasarnya adalah sarna denganBalok II. Perbedaannya hanyalah pacta pengencanganbaut pacta anker, yaitu sebesar 30 kg.cm. Pengujian danpeletakan intrurnen sarna seperti yang dilakukan pada

259JJ:;uanda ,\'Uraatnfafi.;a dkk.

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN1410-2897

15a17b

Gambar 17. Set up pengujian Balok IliA dan polakeruntuhan setelah pengujian pengujian.

~

~.Gambar 18. Pol a retak yang terjadi pada Balok IlIA

setelah pengujian.15 daIl Ganlbar 16 ISb

5.6. DEFLEKSIGamhar 15 (iamhar 15a menun.iukkan Balok III yang

sjap diuji dan pada gamhar 15b adalahkeadaan balok yang sudah mengalamikertlnluhan Relak ter.iadi pada sambungan.

~" :~~tJ:1

":1

..Gambar 16 rota retak dan keruntuhan yang terjadi

pada Balok 11A akibat be ban statis pada

pengujian

Pada pengujian lentur ini data defteksi dari balok(defteksi pada arah bidang gambar) diambil pada tengahbentang dan seperempat bentang. Besamya defteksi inidiukurdengan menempatkan L VDT pada tempat-tempattersebut. Secara mekanika besamya defteksi tergantungdari besamya beban daD kekakuan dari balok itu sendiri.Makin besar beban yang dikerjakan akan makin besardefteksi yang terjadi [3]. Sebaliknya makin kaku suatubalok yang ditunjukkan dengan makin besamya hargainersia daD modulus elastis akan makin kecil baloktersebut berdefleksi. Selain itu faktor lain yangmempengaruhi besamya defteksi adalah bentang balokataujarak antara dua tumpuan.

Balok-balok yang diuji pad a eksperimen inimempunyai dimensi yaitu panjang daD luas yang sarnasehingga perbedaan besamya defteksi dari balok satudengan yang lain tergantung dari modulus ela.~tisbaloknya. Perbedaan modulus elastis dari masing-masing balok terjadi karena tulangan dipasang berbeda.Pada Balok I tulangan tertanam daD terjadi ikatan antaratulangan dengan beton. Pada Balok II dun IIA tulangandipasang dalampipa PVC dengan ujung-ujung tulangandipasang anker yang dikencangkan oleh baut dengankekuatan tertentu menggunakan torsi meter daDakibatnya tidak ada ikatan antara beton dan tulangan.Sedangkan pada Balok III don IlIA antara tulangan yangdibungkus PVC terisi oleh bahan polimer yang masukpada saat segmen-segmen balok disambung. Denganterisinya pipa PVC dengan polimer maka terjadi ikatantidak langsung antara tuIangan dengan beton. Dari ketigakondisi ini maka terjadi perbedaan kekakuan yangtentunya akan membedakan kemampuan balok untuk

5.5. PENGUJIAN BALOK iliA

17a

Djuanda ,\'uraatmadja dkk.,260

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sain,\' Materi IIISerpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

menerima beban pacta pengujian ini di mana bebandikel:iakan dua buah beban statis di tengah bentang.

Oefleksi yang terjadi pacta Balok I (Grafik 1)menunjukkan bahwa balok mencapai keadaan plastispacta beban 25 KN daD pacta saat defleksi tengah bcntangsebesar 7.5 mIn. Oaerah plastis terjadi dari defleksisebcsar 7.5 mm sampai dengan 30 mIn. setelah itu balok

mencapaikeruntuhan.

langsung antara beton dengan tulangan karena terisinyapipa PVC oleh bahan penyambung poli.mermenyebabkan daerah elastis tidak terbagi menjadibeberapa bagian. Keruntuhan Balok III dan IlIA lebihrendah dibanding Balok I, yaitu sebesar 22 kN padaBalok III daD 24 kN pada Balok IlIA, sedangkan padaBalok I kemntuhan terjadi pada beban 25 kN. Dibandingdengan Balok II daD IIA yang mempunyai kekuatanmenahan beban sebesar 12,5 kN daD 19,5 kN, bebankemntuhan Balok III dan IlIA lebih besar. Perbandingandetleksi tengah bentang daTi kelima balok dapat dilihatdaTi Grafik 1 di atas.

5.7. DEFORMASI BETON TEKAN DANTULANGANTARIK

Oefleksi yang terjadi pada Balok II dan IIAberbeda dengan Balok I. demikian pula antara Balok IIdan Balok IIA. Baik pada Balok II ili'1n IIA daerah elastisterbagi menjadi tiga. Tcrjadinya tiga bagian inidisebabkan oleh tidak adanya ikatan antara tulangandengan bcton. Bagian pertama adalah pada saat betontarik bel urn retak. at au dengan kata lain kekuatanrnenahanlentur rnasih dipikul bersarna antara beton danttllangan. Pada Balok II. bagian pertarna ini tetjadi rnulaibeban awal hingga beban sekitar 5 kN, tetapi pc'1da BalokIIA rnulai beban awal hingga beban sebesar 7 kN, seteiallitu terjadi retak pada beton tarik. Bagian kedua daerahelastis tetjadi ketika beton tank retak hingga beton tekanhancur atau dengan kala lain kekuatan rnenahan lenturhanya dipikul oleh beton tekan dan tulangan. Hancurnyabeton tekan pada Ba.Iok II tet:iadi pada bebanl2,5 kNsedang pada Balok IIA pada beban 19.5 kN. Bagianketiga adalah yang terjadi ketika beton tekan hancurhingga tulangan rnencapai daerah plastis. Praktis padabagian ketiga ini balok hanya ditahan oleh tulangan saja.Keadaan plastis tulangan pada Balok II terjadi padabeban I R kN sedang pada Balok IIA pada beban 20 kN.Adanya perbedaan batas beban pada saat terjadi retakpada beton tarik dan beton tekan seperti diuraikan diatas disebabkan oleh perbedaan besarnya kekuatanpengencangan pada baut angker oleh torsi meter (20kg.cm untuk balok II dan 30 kg.cm untuk Balok IIA).Oi sini tcrlihat bahwa kekakuan suatu balok jugatergantung dari besarnya pengencangan baut anker.Makin kencang baut anker, makin besar kekakuan balok.

Perilaku dctleksi pada Balok III dan Balok IlIApada ili'1samya sarna dengan Balok (. Adanya ikatan tidak Grafik 3. Defon11asi beton tekan pada Balok II daD IIA.

~;uanda Suraatnlaci.;a dkk. 261

Pro...iding Pertemuan Ilmiah Sains Materi 1/1,\'erpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

selarna pengujian, putaran sudutyang terjadi pada keduaturnpuan untuk Balok I, II, IIA, III dan IlIA rnernpunyaiperilaku yang sarna yaitu sifat sirnetris antara kiri dankanan.

Putaran sudut Balok {. (Grafik 5) pada daerahelastis dicapai sampai dengan putaran sudut sebesar 0,6derajat daD beban sebesar 25 kN. Keruntuhan balokterjadi pada saat putaran sudut baik sebelah kiri maupunsebelah kanan mencapai 2 derajat daD beban sebesar 25kN.

beton maupun tulangan. Beton tekan mencapai daerahplastis pada saat '..,(rain gauge' menunjukkan deformasibeton sebesar -750 mE, sedang defonnasi pada tulangantarik sebesar 2000 IDE saat mencapai daerah plastis.

Perbedaan terlihat pada daerah elastis di manapada tulangan tarik terdiri dari dua bagian. Bagianpertama saat beton tarik belum retak daD bagian keduaadalah saat mulai terjadi retak pada beton tarik hinggater:iadi retak pada beton tekan. Terjadinya daerahplastispada tulangan tarik pada Balok II daD IIA adalah sarnadengan yang ter:iadi pada Balok I yaitu deformasimencapai 2000 mE, namun beban yang menyebabkanteljadinya daerah plastis lebih kecil daripada balok I yaimpada saat beban menCc1pai 12.5 kN daD 20 kN padaBalokII dan IIA.

Tidak adanya ikatan antara beton daD mlanganmenyebabkan balok mengalami keruntuhan yangterkonsentrasi di tengall bentang. Akibatnya adalah betontekan pada tengah bentang cepat sekali mencapaikerunmhan. Pada Ba.lok II dan IIA daerah plastis baloktekan ter:iadi pada saat beban barn mencapai 5 kN daD5,5 kN. Hasil inijauh sekali dengan Balok I yaim ketikabeban mencapai 25 kN saat terjadi kerunmhan padabeton tekan. Grafik 5. Putaran sudut pada Balok I, II, IIA, III clan

IlIA

Pacta Balok III daD IlIA defonnasi pacta tulangan

rnernpunyai perilaku yang rnirip yaitu tulangan rnencapaiplastis pacta beban 22 kN daD deforrnasi pacta 10000mE. Nilai tersebut lebih rendah daripada Balok I yangrnencapai plastis pacta beban 25 KN. Deforrnasi pactabeton untuk Balok III daD IlIA juga rnernpunyaikerniripan yaitu teljadi plastis saat beban rnencapai 22,5kN daD defonnasi beton sebesar 2000 lnE. Nilai inijugaternyata lebih kecil daripada Balok I yaitu 25 kN.Dibanding dengan Balok II daD IIA, baik defonnasi pactatulangan tarik rnaupun beton tekan, nilai pacta Balok IIIDan lliA rnernpunyai harga yang lebih besar.

Pacta Balok II daD IIA putaran sudut jugamempunyai karakteritik yang sarna dengangrafik antaradefleksi dengan beban pengujian. Pacta daerah elastisterbagi menjadi tiga bagian, yaitu daerah pacta saat betontarik belum retak, kemudian pacta saat beton tekan belumretak daD daerah pacta saat hanya tulangan yangberfungsi karena beton sudah tidak acta lagi yangberfungsi. Pacta bagian pertama putaran sudut mencapai0,05 dan beban sebesar 5 kN terjadi baik pada Balok IImaupun Balok IIA. Bagian kedua pacta Balok II terjadisampai dengan putaran sudut mencapai I, I derajat daDbeban 12,5 kN sedang pacta Balok IIA pacta saat putaransudut mcncapai 1,2 derajat daD beban 20 kN. Perbedaanini memperlihatkan bahwa Balok II lebih lemah dari pactaBalok IIA yang disebabkan pengencangan anker BalokII lebih kecil dari pacta Balok IIA. Seperti diuraikansebelumnya bahwa anker Balok II dikencangkanmenggunakan torsi meter sebesar 20 kg.cm, sedang pactaBalok IIA sebesar 30 kg.cm. Pengamh lain dari adanyapengencangan yang berbeda adalah beban maksimumyang terjadi. Beban maksimum yang terjadi pada BalokII terjadi sebesar 18 kN dan putaran sudut sebesar 3derajat, sedang pacta Balok IIA beban maksimum sebesar20 kN daD putaran sudut sebesar 2 derajat.

Pacta balok III daD IlIA putaran sudut yang terjadiselain tetap simetris antara tumpuan kiri dan kananjugamempunyai perilaku yang sarna dengan grafik defleksi.Perbedaan antara Balok II clan IIA adalah besarnyaputaran sudut pada beban maksimum. Pada Balok IIIputaran sudut sebesar 1 derajat pada beban maksimum22 kN, sedang pacta Balok IlIA putaran sudut sebasar

5.8. PUTARAN SUDUT

Putaran sudut yang akan diambil datanya olehinklinometer adalah putaran sudut yangterjadi di keduabuah ulmpuan kanan daD kiri. Dan basil pengamatan

Djuanda Suraatmadja dkk.,262

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi /IISerpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

VI. KESIMPULAN DAN SARANl,2 dcrajat pada beban maksimum 25 kN. Perbedaan inimenunjukkan perbedaan kekakuan disebabkan olehkekuatan sambungan pada balok. Hal ini terjadi padaSc1atpenyambungan ada beberapa sambungan yang retakkemudian dilakukan penyambungan kembali dengancara 'grouting '. Elemen balok yang mengalami penyam-bungan dua kali ini tidak sekuat sambungan yang tidakmengalami retak. Pada Balok III ada tiga bagian yangdilakukan penyambungan ulang sedang pada Balok IlIA

ada 2 bagian yang mengalami penyambungan ulang.

6.1. ~IMPULAN

3. DefleksiDefleksi pada pengujian ini menunjukkan

kekuatan lentur balok. Kekuatan lentur yang terjadipada balok yang disambung (III daD IlIA) ternyata lebihkuat dari pada balok yang menerus (II dan IIA). Nainunjika dibandingkan dengan balok menerus dengantulangan tidak terbungkus pipa PVC (Balok I). kekuatanbalok yang disambung lebih lemah.

6.4. DEFLEKSI RELA TIF

Defleksi relatif pada balok menunjukanperbedaan defleksi pada elemen balok sejauh 135 mm.Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui perilaku balokyang terdiri dari clemen-elemen balok sepanjang 135mm dan disambung dengan polimer. Pada eksperimenini data defleksi relatifyang terbaca pada Balok I, BaJokIII dan Balok IlIA. Pada Balok II dan IIA tidak dapatterbaca defleksi relatif yang terjadi. Tidak terbacanyadata defleksi relatif pada Balok II dan IIA dikarenakankemntuhan pada balok II daD ItA terkonsentrasi ditengahbentang. Karena tidak adanya ikatan antara beton dantulangan maka pada saat tel:iadi retak pada beton tarikmaka bcton langsung rnntuh dan kernntuhan hanyatel:iadi pada tengah bentang. Dcngan kala lain baloklangsllng terbagi menjadi dua bagian yang tetap lurnspada saal pembcbanan barn mencapai 5 kN. Karenabalok telap lIIms pada bagian kiri d.1n k.1nan maka tidakdapat dilihatperbedaan relatifpada bagian balok ini.

,.

:'

b. Deformasi beton daD tulanganPada Balok 1 di mana tulangan tidak terbungkus

PVC (ada ikatan langsung beton daD tulangan). keadaanplastis terjadi saat pembebanan rnencapai 25 kN daDbeton daD tulangan sarna-sarna dalarn kondisi plastis.Pada Balok II dan IIA, kemntuhan beton beton terjadiawal sekali saat pernbebanan rnencapai 5 kN daDtulangan belurn rnencapai keadaan plastis. Perilakudeformasi beton daD tulangan Balok III daD iliA harnpirsarna dengan Ba.lok I.

c. Putaran sudutPutaran sudut juga dapat menunjukkan kekuatan

balok menerima beban. Balok III dan iliA lebih kuatdaripada Balok II dan llA. Sedang Balok I lebih kuatdaripada BalQk III dan iliA.

d. Defleksi relatifDefleksi relatif yang menunjukkan kurva leng-

kung balok yang mengalami beban lentur. Kurva lenturtampak pada Balok I, III clan IlIA, namun pada BalokII clan IIA tidak terlihat adanya Uengkuog. Pada balokII clan IIA pada saat pembebanan kernntuhan terkon-sentrasi di tengah bentang, sehingga balok terbelahmenjadi dua bagian daD dalam keadaan lurns.

-Haluk I

._DRInk HI

~;~~

-HalukIIA

\

.".

e. Pola retakPola retak yang tcrjadi pada balok yang disam-

bung selalu terjadi pada sambungan yang disebabkanlemahnya ikatan di 'interface' antara polimer dan beton.Hal ini berbeda dengan balok yang menerus di manaretakyang terjadi adalah retak lentur, yaitu retak yangterjadi pada serat beton tank daD merata .

:-.+---+- 1:., ""..,.".'R"Mil (mml~---~--~~-- -

Oetlek"j relatif pada Balok I. II. IIA. III daDIliA

(irati" 6.

Dcfleksi relatif Balok I pada saat beban maksi-mum tercapai mcmpunyai harga sebesar 0, 10 mm(Grafik 6). Nilai tersebut hampir sarna dengan defleksirelatif yang terjadi pada Balok III yaitu sebesar 0,08mm dan Balok IlIA sebesar 0, 13 mm. DaTi data ini dapatdilihat bahwa Balok III dan Balok IlIA yang terdiTi daTielemen-elemen balok yang disambung mempunyaiperilaku yang hampir sarna sarna dengan dengan balokyang tidak disambung atau .continuous beam '.

6.2. SARAN

a. Bahan polimerPerlu penelitian lebih lanjut terhadap bahan

polimer sebagai sebagai bahan penyambung. Penelitianyang dimaksud adalah peningkatan kemampuan bahanpolimer sebagai perekat. Sebagai bahan penyambungtentu diharapkan mempunyai kekuatan yang lebih besarbaik kekuatan tarik maupun tekan dari bahan yang akandisambung. Dengan kala lain kekuatan adhesi antarabeton dan polimer hams lebih besar daripada kekuatan

263~iuanda Suraatmati.ia dkk.,

Prosiding Pertemuan Ilmiah .\'ains Materi III.\'erpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

kohesi pada beton atau polimer itu sendiri. [4). ELLIOT, KIM S. (1996) Multi-Storey PrecastConcrete Framed S'tructures, Black Well ScienceLtd, Osney Mead, Oxford.

[5]. MAC GREGOR, JAMES G. (1997) ReinforceConcrete Mechanics and Design, Prentice-Hall,Inc., New Jersey.

(6]. NASHIF, AHID D. (1985) Vibration Damping,John Wiley & Sons Inc., Canada

[7]. OHAMa, YOSHIHIKO (1995) Handbook ofPolymer-Modified Concrete and Mortars, NoyerPublication, New Jersey, USA

[8). PARK, R., and PAULA Y, T. (1975) ReinforcedConcrete .S'tructures, John Wiley & Sons, NewYork.

[9]. PT.JHS PILLING SYSTEM (1996) Precast Concrete Building .S'ystem Under Sei..,micLoad, PCI Journat.

[10). SMITH, WILLIAM FORTUNE (1990) Principleof Materials ,S'cience and Engineering, Mc Graw-Hill Publishing Company, New York

rIll- SMITH, RONALD C. (1998) Principles andPractices of Heavy Con..,truction, Prentice-Hall,Inc., New Jersey

[12). VERTES GYORGY, Dr. (1985) Structural Dy-namics Elsevier Science Publishing Company,Inc., New York, USA

b. InterfaceDiperlukan penelitian lebih lanjut mengenai

pengaruh permukaan beton yang akan disambungterhadap kekuatan ientur balok. Pacta penelitian inipennukaan balok yang akan disambung adalah bidangrata vertikal yang disebabkan oleh pemotongan gergajibeton. Interface beton daD polimer yang rata menye-babkan titik lemah kekuatan struktur dengan ditandaidengan adanya retak awal yang selalu terjadi pacta 'in-terface '. Dengan merubah bentuk 'interface' menjadibertekstur. mempunyai takikan atau mempunyai kemi-ringan tertentu diharapkan akan memperbesar kekuatanlentur balok yang disambung.

DAFTARPUSTAKA

[1]

[2].

AITCIN, P.C. (1998) High-Performance Con-crete, E & FN Spon, London

BEARDS. C.F. (1983) Structural VibrationAna~y.\'is A/ode/lin!? Ana~v.\'i,\' and Damping ~rVi-hratin.~ Structure.\'. John Wiley & Sons, New York

BETON VERLAG (1987) Preca.\'t (~oncrete Con-nection l)etai L\' -Structura{De.\'ign A/anual, BetonVerlag Gmbh, Niederlande

[3].