STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan...

10
Konferensi Nasional Teknik Sipil 4 (KoNTekS 4) Sanur-Bali, 2-3 Juni 2010 Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 323 STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK TERLENTUR DENGAN TULANGAN BAMBU GOMBONG Herry Suryadi 1 , Adhijoso Tjondro 2 dan Jeffrey Mario 3 1 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Parahayangan, Bandung. email: [email protected] 2 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Parahayangan, Bandung. email: [email protected] 3 Mahasiswa S1 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Parahayangan, Bandung. email: [email protected] ABSTRAK Beton merupakan suatu material yang memiliki kuat tekan yang cukup tinggi, namun lemah terhadap tarik. Untuk mencegah keruntuhan beton dalam hal tarik pada umumnya beton dipadukan dengan material yang memiliki kuat tarik yang tinggi sebagai tulangan. Untuk membuat beton bertulang salah satu material yang pada umumnya digunakan sebagai tulangan adalah baja yang memiliki kekuatan tarik yang tinggi, namun harga material baja tidaklah murah. Oleh karena itu untuk dapat mendapatkan beton bertulang yang relatif lebih murah, untuk bangunan rakyat di pedesaan, digunakan alternatif penggunaan tulangan bambu. Pada penelitian ini akan dimanfaatkan tulangan Bambu Gombong (Giganthocloa pseudoarundinacea) sebagai tulangan lentur maupun tulangan geser. Berdasarkan uji tarik bambu Gombong memiliki tegangan tarik ultimit sebesar 87.5 MPa. Pengujian kuat geser balok dilakukan pada balok berukuran 20 cm x 25 cm x 160 cm dengan dua buah konfigurasi pemasangan tulangan geser, yaitu pemasangan tulangan geser vertikal dengan dua buah kaki dengan jarak tumpuan sebesar 100 cm, dan tulangan geser bambu miring dan vertikal dengan dua buah kaki dengan jarak tumpuan 120 cm. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) dengan dua pembebanan simetris (two point loading). Dari hasil pengujian, balok mengalami kegagalan pada beban simetris rata-rata P sebesar 54.5 kN pada balok dengan konfigurasi tulangan geser bambu vertikal, dan beban simertis rata-rata P sebesar 52.4 kN pada balok dengan konfigurasi tulangan geser miring dan vertikal. Dari penyebaran pola keretakan terlihat bahwa balok dengan konfigurasi tulangan geser vertikal mengalami kombinasi kegagalan lentur dan geser, dan balok dengan konfigurasi tulangan geser miring dan vertikal mengalami kegagalan lentur murni. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tulangan geser bambu vertikal dan miring memiliki kontribusi dalam meningkatkan kuat geser selain dari kuat geser dari beton sendiri. Dalam desain lentur kekuatannya harus direduksi dengan faktor reduksi lentur sebesar 0.52. Kata kunci: Kuat geser, tulangan geser, bambu Gombong. 1. PENDAHULUAN Beton merupakan suatu material yang memiliki kuat tekan yang cukup tinggi, namun lemah terhadap tarik. Untuk mencegah keruntuhan beton dalam hal tarik pada umumnya beton dipadukan dengan material yang memiliki kuat tarik yang tinggi sebagai tulangan. Untuk membuat beton bertulang salah satu material yang pada umumnya digunakan sebagai tulangan adalah baja yang memiliki kekuatan tarik yang tinggi, namun harga material baja tidaklah murah. Oleh karena itu untuk dapat mendapatkan beton bertulang yang relatif lebih murah digunakan alternatif penggunaan tulangan bambu. Namun penggunaan beton bertulang bambu hanya dapat digunakan pada bangunan sederhana yang memikul beban tidak terlampau besar. Bambu merupakan material alam yang cepat tumbuh, mudah didapatkan, dan mempunyai kuat tarik yang cukup tinggi hasil penelitan yang dilaporkan (Ghavami, 2008) menyatakan bahwa rata-rata kekuatan tarik bambu sebesar 74.3 MPa untuk Bambu Cina (Bambusa multiplex disticha), 103.9 MPa untuk Bambu Krisik (Bambusa tuldoide), 127.7 MPa untuk Bambu Ampel (Bambusa vulgaris schard), dan 114.0 MPa untuk Bambu Sembilang (Dendrocallamus giganteus). Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa bambu mempunyai kekuatan tarik yang relatif cukup tinggi, dan hampir mencapai setengah tegangan leleh baja tulangan polos dengan tegangan leleh 240 MPa. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan studi untuk mengetahui kekuatan tulangan geser bambu Gombong (Giganthocloa pseudoarundinacea) pada balok terlentur dengan dua macam konfigurasi, yaitu dengan tulangan geser bambu vertikal dengan dua buah kaki, dan tulangan geser bambu miring dan vertikal dengan dua buah kaki (Gambar 7). Masyarakat pedesaan umumnya memiliki taraf kehidupan yang lebih rendah daripada masyarakat di perkotaan, bagi mereka untuk membangun suatu bangunan permanen dengan beton bertulang tidaklah murah. Keinginan masyarakat

Transcript of STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan...

Page 1: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Konferensi Nasional Teknik Sipil 4 (KoNTekS 4)

Sanur-Bali, 2-3 Juni 2010

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 323

STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK TERLENTUR DENGAN TULANGAN

BAMBU GOMBONG

Herry Suryadi1, Adhijoso Tjondro

2 dan Jeffrey Mario

3

1 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Parahayangan, Bandung.

email: [email protected] 2 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Parahayangan, Bandung.

email: [email protected] 3 Mahasiswa S1 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Parahayangan, Bandung.

email: [email protected]

ABSTRAK

Beton merupakan suatu material yang memiliki kuat tekan yang cukup tinggi, namun lemah terhadap

tarik. Untuk mencegah keruntuhan beton dalam hal tarik pada umumnya beton dipadukan dengan

material yang memiliki kuat tarik yang tinggi sebagai tulangan. Untuk membuat beton bertulang salah

satu material yang pada umumnya digunakan sebagai tulangan adalah baja yang memiliki kekuatan

tarik yang tinggi, namun harga material baja tidaklah murah. Oleh karena itu untuk dapat mendapatkan

beton bertulang yang relatif lebih murah, untuk bangunan rakyat di pedesaan, digunakan alternatif

penggunaan tulangan bambu. Pada penelitian ini akan dimanfaatkan tulangan Bambu Gombong

(Giganthocloa pseudoarundinacea) sebagai tulangan lentur maupun tulangan geser. Berdasarkan uji

tarik bambu Gombong memiliki tegangan tarik ultimit sebesar 87.5 MPa. Pengujian kuat geser balok

dilakukan pada balok berukuran 20 cm x 25 cm x 160 cm dengan dua buah konfigurasi pemasangan

tulangan geser, yaitu pemasangan tulangan geser vertikal dengan dua buah kaki dengan jarak tumpuan

sebesar 100 cm, dan tulangan geser bambu miring dan vertikal dengan dua buah kaki dengan jarak

tumpuan 120 cm. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) dengan

dua pembebanan simetris (two point loading). Dari hasil pengujian, balok mengalami kegagalan pada

beban simetris rata-rata P sebesar 54.5 kN pada balok dengan konfigurasi tulangan geser bambu

vertikal, dan beban simertis rata-rata P sebesar 52.4 kN pada balok dengan konfigurasi tulangan geser

miring dan vertikal. Dari penyebaran pola keretakan terlihat bahwa balok dengan konfigurasi tulangan

geser vertikal mengalami kombinasi kegagalan lentur dan geser, dan balok dengan konfigurasi tulangan

geser miring dan vertikal mengalami kegagalan lentur murni. Sehingga dapat disimpulkan bahwa

tulangan geser bambu vertikal dan miring memiliki kontribusi dalam meningkatkan kuat geser selain

dari kuat geser dari beton sendiri. Dalam desain lentur kekuatannya harus direduksi dengan faktor

reduksi lentur sebesar 0.52.

Kata kunci: Kuat geser, tulangan geser, bambu Gombong.

1. PENDAHULUAN

Beton merupakan suatu material yang memiliki kuat tekan yang cukup tinggi, namun lemah terhadap tarik. Untuk

mencegah keruntuhan beton dalam hal tarik pada umumnya beton dipadukan dengan material yang memiliki kuat tarik

yang tinggi sebagai tulangan. Untuk membuat beton bertulang salah satu material yang pada umumnya digunakan

sebagai tulangan adalah baja yang memiliki kekuatan tarik yang tinggi, namun harga material baja tidaklah murah. Oleh

karena itu untuk dapat mendapatkan beton bertulang yang relatif lebih murah digunakan alternatif penggunaan tulangan

bambu. Namun penggunaan beton bertulang bambu hanya dapat digunakan pada bangunan sederhana yang memikul

beban tidak terlampau besar. Bambu merupakan material alam yang cepat tumbuh, mudah didapatkan, dan mempunyai

kuat tarik yang cukup tinggi hasil penelitan yang dilaporkan (Ghavami, 2008) menyatakan bahwa rata-rata kekuatan

tarik bambu sebesar 74.3 MPa untuk Bambu Cina (Bambusa multiplex disticha), 103.9 MPa untuk Bambu Krisik

(Bambusa tuldoide), 127.7 MPa untuk Bambu Ampel (Bambusa vulgaris schard), dan 114.0 MPa untuk Bambu

Sembilang (Dendrocallamus giganteus). Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa bambu mempunyai kekuatan tarik

yang relatif cukup tinggi, dan hampir mencapai setengah tegangan leleh baja tulangan polos dengan tegangan leleh 240

MPa.

Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan studi untuk mengetahui kekuatan tulangan geser bambu Gombong

(Giganthocloa pseudoarundinacea) pada balok terlentur dengan dua macam konfigurasi, yaitu dengan tulangan geser

bambu vertikal dengan dua buah kaki, dan tulangan geser bambu miring dan vertikal dengan dua buah kaki (Gambar 7).

Masyarakat pedesaan umumnya memiliki taraf kehidupan yang lebih rendah daripada masyarakat di perkotaan, bagi

mereka untuk membangun suatu bangunan permanen dengan beton bertulang tidaklah murah. Keinginan masyarakat

Page 2: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Herry Suryadi, Adhijoso Tjondro dan Jeffrey Mario

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 324

pedesaan untuk tinggal pada suatu bangunan yang permanen cukup tinggi, terlihat pada masyarakat pedesaan yang

memiliki taraf kehidupan cukup layak dapat membangun bangunan permanen beton bertulang. Apabila beton bertulang

bambu berhasil digunakan pada bangunan rakyat yang relatif memikul beban yang tidak terlampau besar, maka dapat

dijadikan suatu alternatif untuk mendapatkan bangunan permanen dengan biaya yang terjangkau. Hingga kini belum

terdapat suatu standar khusus yang mengatur mengenai penggunaan bambu sebagai tulangan beton, oleh karena

penggunaan bambu sebagai tulangan beton masih perlu diteliti lebih lanjut. Hasil penelitian ini diharapkan dapat

menghasilkan suatu rekomendasi mengenai kekuatan bambu dan konfigurasi yang sesuai dalam penggunaannya sebagai

tulangan beton.

2. LANDASAN TEORI

Karena belum terdapatnya suatu peraturan yang baku mengenai analisis beton bertulang bambu maka dalam analisis

dianalogikan dengan beton bertulang baja.

Beton bertulang bambu

Beton merupakan suatu material yang kuat memikul gaya tekan, namun lemah dalam hal tarik. Untuk beton normal

berdasarkan penelitian yang telah dilakukan tegangan maksimum beton tercapai regangan diantara 0.0015 dan 0.003,

dalam desain regangan hancur untuk beton diambil sebesar 0.003 (ACI-318-08).

Untuk beton ringan dengan berat jenis 2300 kg/m3, besarnya modulus elastistas beton dapat dihitung dengan (ACI-318-

08)

'4700 cc fE = (1)

dimana cE = modulus elastisitas beton, 'cf = kuat tekan beton

Tulangan pada beton berfungsi untuk menahan gaya tarik yang bekerja. Sehingga perlu diketahui besarnya tegangan

tarik ultimit dari bambu dapat dihitung dengan

A

Tf uub = (2)

dimana ubf = tegangan tarik ultimit bambu, uT = gaya tarik maksimum bambu, dan A = luas penampang rata-rata

bambu.

Modulus elastistas merupakan perbandingan tegangan dan regangan aksial, besarnya modulus elastisitas tulangan

bambu dihitung berdasarkan kemiringan garis linear awal pada kurva tegangan regangan, sehingga modulus elastisitas

bambu )( bE dapat dihitung dengan

b

bb

fE

ε= (3)

dimana bf = tegangan pada bambu, dan bε = regangan aksial pada bambu.

Analisis lentur penampang balok

Pada saat tulangan tarik bambu mencapai regangan maksimumnya, regangan beton belum mencapai regangan

maksimumnya, oleh karenanya diasumsikan bahwa tegangan beton masih linier, sehingga dalam analisis lentur diagram

tegangan dan regangan pada penampang balok dapat dilihat seperti pada Gambar 1. Regangan beton pada saat bambu

mencapai regangan maksimumnya dapat dihitung dengan

( ) 11

bccd

cεε

−= (4)

dimana cε = regangan pada beton pada serat tekan, c = jarak garis netral dari serat tekan, 1d = jarak tulangan tarik

lapis pertama dari serat tekan, dan 1bε = regangan tulangan bambu lapis pertama.

Besarnya regangan pada bambu lapis kedua dapat dihitung dengan

Page 3: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 325

( )( ) 1

1

22 bb

cd

cdεε

−= (5)

dimana 2bε = regangan pada tulangan bambu lapis kedua,

2d = jarak tulangan tarik lapis kedua dari serat tekan.

Besarnya gaya tekan pada beton, gaya tekan pada tulangan bambu, dan gaya tarik pada tulangan bambu dapat dihitung

dengan

s222s111

s21

' '

AETAET

AECbcEC

bbbb

bbbccc

εε

εε

==

== (6)

dimana cC = gaya tekan pada beton , bC = gaya tekan pada tulangan bambu,

1T = gaya tarik pada tulangan bambu

lapis pertama , dan 2T = gaya tarik pada tulangan bambu lapis kedua, sA' = luas tulangan tekan,

1'sA = luas tulangan

tarik lapis pertama, dan 2'sA

= luas tulangan tarik lapis kedua.

Dalam analisis jumlah gaya dalam arah horisontal harus seimbang, dan momen lentur nominal dapat dihitung dengan

021 =−−+ TTCC bc (7)

3221 ddbdcn JTJCJCM ⋅−⋅+⋅= (8)

dimana nM = momen lentur nominal, dan 1Jd , 2Jd , dan 3Jd adalah lengan momen dari gaya.

Gambar 1. Diagram regangan dan tegangan pada penampang beton

Analisis kuat geser pada balok

Kombinasi tegangan geser yang terjadi dan tegangan normal akibat lentur pada elemen balok menghasilkan tegangan-

tegangan utama dengan orientasi tertentu. Permukaan dimana tegangan tarik utama bekerja pada balok yang belum

retak disebut Trajektori tegangan, bentuknya pada balok curam pada bagian dasar balok dan mendatar pada tepi atas

balok. Karena beton akan retak pada saat tegangan utama melebihi kekuatan tarik beton, maka pola retak yang

dihasilkan cenderung mengikuti pola trajektori tegangan (Gambar 2a). Ada dua jenis retak yang dapat terjadi apabila

balok diberikan beban lateral (Gambar 2b) yaitu retak vertikal yang diakibatkan oleh tegangan lentur, terjadi pada tepi

bawah balok dimana nilai tegangan lentur terbesar, dan retak miring pada ujung balok yang diakibatkan kombinasi

tegangan lentur dan geser, retak ini sering disebut retak diagonal (inclined crack).

Gambar 2 (a)Trajektori tegangan (b) Retak vertikal dan retak diagonal (MacGregor, 2006)

Retak miring pada dasarnya akan membuka dengan arah tegak lurus terhadap bidang retaknya. Sebagai penahan

terhadap proses pembukaan retak miring tersebut diperlukan adanya kombinasi tulangan lentur horisontal dan vertikal

atau kombinasi tulangan horisontal dan miring (Gambar 3).

Dalam desain kekuatan geser nominal beton bertulang dihitung dengan

Page 4: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Herry Suryadi, Adhijoso Tjondro dan Jeffrey Mario

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 326

scn VVV += (9)

dimana nV = kekuatan geser nominal, cV

= kapasitas geser yang dipikul oleh beton, cV

= kapastitas geser yang dipikul

oleh tulangan geser

Gambar 3 Retak lentur, retak geser dan penulangannya (MacGregor, 2006)

Secara sederhana kapasitas geser yang dipikul oleh balok dapat dihitung dengan

dbfV wcc'

6

1= (10)

dimana wb = lebar balok , d = tinggi efektif balok.

Untuk tulangan geser vertikal (Gambar 5a), jika s adalah jarak antar tulangan geser, maka jumlah tulangan geser yang

terpotong adalah s

d. Jika semua tulangan geser mencapai tegangan ultimit, maka kapastias geser yang dipikul oleh

tulangan geser adalah

s

dfAV ubv

s = (11)

dimana vA = luas tulangan geser , ubf = tegangan tarik ultimit tulangan bambu.

Jika tulangan geser membentuk sudut α terhadap horisontal (Gambar 5b), maka jumlah tulangan geser yang terpotong

oleh retak adalah s

d)cot1( α+

, maka gaya miring F dan kapasitas geser yang dipikul oleh tulangan geser miring

adalah

( )

+=

s

dfAF ubv

αcot1 (12)

( )s

dfAFV ubvs ααα cossinsin +== (13)

Gambar 5 Gaya geser yang dipikul oleh (a) tulangan geser vertikal (b) tulangan geser miring (MacGregor, 2006)

3. METODOLOGI PENELITIAN

Uji tarik bambu

Page 5: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 327

Untuk mengetahui besarnya kuat tarik bambu dilakukan uji tarik bambu pada enam buah sampel tanpa ruas bambu

(kode sampel A) yang dipasangi strain gauges (Gambar 6a), dan enam buah sampel dengan ruas bambu (kode sampel

B) tanpa dipasangi strain gauges. Dimensi sampel bambu mempunyai lebar berkisar diantara 1.5 cm hingga 2.5 cm dan

tebal 1.5 cm, dengan panjang 50 cm. Dimensi dari benda uji diukur pada tiga lokasi yang berbeda untuk mendapatkan

luas rata-rata dari sampel bambu. Uji tarik dilakukan dengan menjepit sampel bambu pada Universal Testing Machine

(UTM) dan kemudian diberikan gaya tarik dengan laju yang rendah (Gambar 6b).

Gambar 6. (a) Sampel bambu yang telah dipasangi strain gauges (b) Uji tarik bambu

Pembuatan benda uji

Tulangan utama bambu dibuat dengan membelah bambu dengan ukuran yang mempunyai lebar berkisar antara 1.5 cm

hingga 3 cm dengan tebal yang berkisar antara 1.5 cm – 2 cm. Tulangan geser dibuat dari bambu dengan ukuran 0.5 cm

x 1 cm untuk konfigurasi tulangan geser vertikal (Gambar 7a) dan 0.5 cm x 0.5 cm untuk konfigurasi tulangan geser

miring dan vertikal (Gambar 7b).Tulangan geser bambu vertikal dirangkai dengan mengikat keempat ujung bambu

dengan mengunakan kawat beton. Tulangan geser miring dan vertikal diikat menggunakan kawat beton pada tulangan

utama.

Benda uji balok dibuat sebanyak enam buah, dimana masing-masing konfigurasi dibuat sebanyak tiga buah benda uji,

ukuran masing-masing benda uji adalah 20 x 25 x 160 cm. Semua balok direncanakan agar tulangan mencapai kekuatan

batasnya terlebih dahulu sebelum beton mengalami kegagalan (under-reinforced). Masing-masing balok diberi enam

buah tulangan tarik yang dipasang pada dua buah baris dan tulangan tekan sebanyak dua buah, dan tulangan geser

dipasang pada jarak setiap 10 cm. Empat buah strain gauges dipasang pada benda uji, dimana dipasang dua buah pada

tulangan lentur dan dua buah pada tulangan geser.

Gambar 7. Tulangan bambu (a) dengan tulangan geser vertikal (b) dengan tulangan geser vertikal dan miring.

Pemasangan benda uji

Balok beton diuji dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) dengan kecepatan rendah sebesar 2 mm/det.

Tumpuan balok merupakan tumpuan sederhana dengan dua buah titik pembebanan (two point loading). Tiga buah

benda uji balok dengan konfigurasi tulangan geser vertikal dipasang pada jarak tumpuan sebesar 100 cm, dan tiga buah

(a) (b)

(a) (b)

Page 6: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Herry Suryadi, Adhijoso Tjondro dan Jeffrey Mario

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 328

benda uji balok dengan konfigurasi tulangan geser miring dan vertikal yang dipasang pada jarak tumpuan sebesar 120

cm.

Gambar 8. Penempatan benda uji pada Universal Testing Machine (UTM)

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Tegangan tarik ultimit dan modulus elastisitas

Berdasarkan uji tarik yang dilakukan terlihat dilihat pola kegagalan yang dapat terjadi yaitu putusnya kulit luar bambu,

dan kegagalan yang terjadi pada ruas bambu (Gambar 9). Ruas bambu merupakan bagian yang lemah dan

memungkinkan terjadinya kegagalan pada ruas, sehingga untuk menentukan kuat tarik ultimit ruas bambu harus

terdapat pada sampel.

Gambar 9. Ragam kegagalan uji tarik bambu

Besarnya gaya tarik maksimum (Tu) dan besarnya tegangan tarik ultimit )( ubf dari masing-masing sampel bambu,

dapat dilihat pada Tabel 1, diperoleh bahwa rata-rata tegangan tarik ultimit bambu adalah 108.6 MPa dengan deviasi

standar sebesar 12.9 MPa, dengan koreksi batas daerah penolakan sebesar 5% didapatkan rentang untuk tegangan tarik

ultimit bambu sebesar 87.5 MPa hingga 129.9 MPa. Dalam analisis diambil batas bawah tegangan tarik ultimit yaitu

sebesar 87.5 MPa agar mendapatkan hasil yang aktual.

Tabel 1. gaya tarik maksimum dan tegangan tarik ultimit Bambu Gombong

Sampel Tu

(kN)

A

(mm2)

ubf

(MPa)

Sampel Tu

(kN)

A

(mm2)

ubf

(MPa)

1A 29.5 264.3 111.6 1B 44.7 443.7 100.8

2A 40.7 367.7 110.8 2B 41.2 328.2 125.4

3A 41.3 346.3 119.2 3B 33.3 316.5 105.1

4A 45.4 399.8 113.4 4B 33.6 424.5 79.2

5A 36.3 385.8 94.0 5B 37.8 338.2 111.9

6A 47.3 381.6 124.0 6B 34.4 317.1 108.6

Page 7: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 329

Kurva tegangan regangan dari sampel bambu dengan kode A dapat dilihat pada Gambar. 10. Besarnya modulus

elastisitas dihitung berdasarkan kemiringan garis awal pada kurva tegangan regangan, besarnya modulus elastisitas dari

masing-masing sampel dapat dilihat pada Tabel 2.

Gambar 10. Kurva Tegangan Regangan Bambu Gombong

Rata-rata modulus elastisitas bambu adalah 19353.4 MPa dengan deviasi standar sebesar 2799.9 MPa, dengan koreksi

batas daerah penolakan sebesar 5% didapatkan rentang modulus elastisitas diantara 14761.5 MPa hingga 23945.3 MPa.

Dalam analisis diambil modulus elastisitas bambu )( bE sebesar 14761.5 MPa.

Tabel 2. Modulus elastisitas Bambu Gombong

Sampel E

(MPa)

Sampel E

(MPa)

1A 19665.2 4A 18801.7

2A 16991.5 5A 24608.9

3A 17007.5 6A 19045.6

Kuat tekan beton

Uji tekan beton dilakukan benda uji beton silinder dengan diameter 15 cm dengan tinggi 30 cm pada beton. Didapatkan

kuat tekan estimasi rata-rata sebesar 20.66 MPa, dengan simpangan baku sebesar 2.82 MPa. Dengan koreksi batas

daerah penolakan sebesar 5% maka kuat tekan karakteristik rata-rata campuran beton sebesar 'cf = 16.02 MPa.

Tabel 3. Hasil Uji Kuat Tekan Beton

Specimen Umur

(hari)

Kuat Tekan

(MPa)

Kuat Tekan

Rata-rata

(MPa)

Kuat Tekan

Regresi

(MPa)

Faktor

Umur

Kuat Tekan

Estimasi

(MPa)

1

2

3

6

14.80

15.64

19.39

16.61

16.27

0.789

18.75

19.82

24.57

4

5

6

14

16.16

21.75

18.48

18.80

19.21

0.932

17.34

23.33

19.83

7

8

27 19.09

23.96

21.53 20.56 0.997 19.14

24.02

9

10

28 16.84

22.91

19.88 20.61 1.0 16.84

22.91

Page 8: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Herry Suryadi, Adhijoso Tjondro dan Jeffrey Mario

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 330

Momen kelengkungan

Dari hasil pengujian diperoleh hubungan momen dengan kelengkungan seperti terlihat pada Gambar 11, terlihat bahwa

perilaku keruntuhan yang terjadi bersifat getas (brittle), karena rentang kelengkungan yang pendek pada saat mencapai

momen maksimumnya. Pendeknya rentang kelengkungan dapat pula dipengaruhi oleh slip pada tulangan bambu dan

beton. Hal ini terlihat saat pengujian terjadinya slip pada beberapa tulangan.

Gambar 11. Kurva Momen Kelengkungan

Pola keretakan

Retak pertama pada balok dimulai dari serat bawah pada daerah dimana beton mengalami tarik, seiiring dengan

bertambahnya beban lebar retakan tersebut bertambah dan retak menyebar ke daerah tekan.

Balok 1, 2, dan 3 merupakan balok dengan konfigurasi tulangan geser vertikal, terlihat pada pola retak yang terjadi

bahwa balok ini mengalami kombinasi kegagalan lentur dan geser.

Gambar 11. Pola Retak (a) Balok 1 (b) Balok 2 (c) Balok 3

Sedangkan pada Balok 4, 5, dan 6 merupakan balok dengan konfigurasi tulangan miring dan vertikal, terlihat dari pola

retak yang terjadi bahwa balok ini mengalami kegagalan lentur.

Gambar 12. Pola Retak (a) Balok 4 (b) Balok 5 (c) Balok 6

Faktor reduksi

Dapat diperoleh besarnya faktor reduksi dengan membandingkan hasil uji eksperimen dengan hasil desain, seperti yang

dapat dilihat pada Tabel 3.

Page 9: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 331

Tabel 3. Faktor reduksi lentur dan geser

Kuat Lentur

Kuat Geser Balok

Mdesain

(kNm)

Mexp

(kNm) φφφφb

Vdesain

(kN)

Vexp

(kN) φφφφv

1 30.9 18.4 0.59 46.7 93.3 1.99

2 31.7 19.2 0.60 46.5 115.5 2.48

3 29.0 17.2 0.59 46.5 103.6 2.23

4 29.0 23.5 0.82 49.7 118.6 2.38

5 25.5

19.9 0.79 49.8 100.3 2.01

6 28.6

18.8 0.69 49.2 97.8 1.99

Berdasarkan hasil pengolahan data statistik didapatkan faktor reduksi kuat lentur pada rentang 0.52 hingga 0.85 dan

diambil sebesar 0.52. Faktor reduksi kuat geser mempunyai faktor yang lebih besar dari satu ini menunjukkan bahwa

balok tidak terjadi kegagalan geser.

5. KESIMPULAN

Dari hasil pengujian, balok mengalami kegagalan pada beban simetris P rata-rata sebesar 54.5 kN pada balok dengan

konfigurasi tulangan geser bambu vertikal, dan beban simertis P rata-rata sebesar 52.4 kN pada balok dengan

konfigurasi tulangan geser vertikal dan miring. Dari penyebaran pola keretakan terlihat bahwa balok dengan konfigurasi

tulangan geser vertikal mengalami kegagalan kombinasi lentur dan geser, dan balok dengan konfigurasi tulangan geser

vertikal dan miring mengalami kegagalan lentur murni. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tulangan geser bambu

vertikal dan miring memiliki kontribusi dalam meningkatkan kuat geser selain dari kuat geser dari beton sendiri. Dalam

desain lentur kekuatannya harus direduksi dengan faktor reduksi lentur sebesar 0.52.

Dapat disimpulkan bahwa tulangan bambu dapat digunakan sebagai tulangan lentur maupun tulangan geser.

Pemasangan tulangan geser vertikal dan miring dapat dilakukan dengan konfigurasi sesuai dengan yang telah dilakukan

pada penelitian ini (Gambar 7).

Sifat keruntuhan dari tulangan bambu bersifat getas, dan tingkat lekatan antara tulangan bambu dan beton yang rendah

dapat menyebabkan terjadinya slip, sehingga beton bertulangan bambu direkomendasikan hanya untuk bangunan yang

memikul beban tidak terlampau besar dan tidak dapat digunakan pada daerah dengan tingkat kegempaan yang tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

ACI Comitee 318 (2008), “Building Code Requriements for Structural Concrete (ACI 318-08) and Commentary”,

Michigan.

American Concrete Institue (1991), “Standard Practice for Selcting Proportion for Normal, Heavyweight, and Mass

Concrete (ACI 211.1-91)”.

American Society for Tesing and Materials (1993), “Annual book of ASTM Standards” Section 4: Construction,

Volume 04.02: Concrete and Aggregates, Philadelphia.

Brink, F.E., Rush, P.J. (1966), “Bamboo Reinforced Concrete Construction”, U.S. Naval Civil Engineering Laboratory,

California.

Frick, H. (2004), “Ilmu Konstruksi Bangunan Bambu: Pengantar Konstruksi Bambu”, Kanisius, Yogyakarta.

Ghavami, K. (2005), “Bamboo as Reinforcement in Structural Concrete Elements”, Cement & Concrete Composites 27,

p. 637-649.

Ghavami, K., “Bamboo: Low Cost and Energy Saving Construction Materials” (2008), Modern Bamboo Structures –

Xiao et al.(eds) p. 5-21, London.

Khare, L. (2005), “Performance Evaluation of Bamboo Reinforced Concrete”, University of Texas at Arlington.

MacGregor, J. Wight, J.K. (2006), “Reinforced Concrete: Mechanics and Design”, 4th

ed., Prentice Hall, p. 109-111;

204-209.

Pathurahman, J.F., Kusuma, D.A. (2003), “Aplikasi Bambu Pilinan Sebagai Tulangan Balok Beton”, Civil Engineering

Dimension Vol.5, No.1, 39-44, March 2003 ISSN 1410-9530.

Page 10: STUDI EKSPERIMENTAL KUAT GESER BALOK ...Studi Eksperimental Kuat Geser Balok Terlentur Dengan Tulangan Bambu Gombong Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta –

Herry Suryadi, Adhijoso Tjondro dan Jeffrey Mario

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 332