LAPORAN PRAKTIKUM BETON BERTULANG (KERUNTUHAN LENTUR), Lab Reports of Reinforced Concrete Design

Download LAPORAN PRAKTIKUM BETON BERTULANG (KERUNTUHAN LENTUR) and more Lab Reports Reinforced Concrete Design in PDF only on Docsity!

LAPORAN PRAKTIKUM

STRUKTUR BETON BERTULANG

Oleh: Nama: Veronica NIM: 325 190065

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TARUMANAGARA

JAKARTA

i

KARTU STUDI MAHASISWA

iii

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Beton Bertulang ini dengan tepat waktu. Adapun laporan praktikum ini disusun sebagai bagian dari tugas mata kuliah Struktur Beton Bertulang. Dalam penyusunan laporan ini, tidak lupa penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan praktikum ini, diantaranya:

1. Daniel Christianto, ST., MT selaku dosen mata kuliah Struktur Beton Bertulang;
2. Alvira Nathania Tanika selaku asisten mahasiswa yang membimbing penyelesaian laporan praktikum kelompok 4, 9, dan 13;
3. Asisten mahasiswa dan pihak-pihak lain yang turut memberikan arahan dalam penyusunan laporan ini. Penulis menyadari masih banyak kekurangan pada laporan ini karena terbatasnya pengalaman dan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu, penulis berharap adanya masukan baik berupa saran ataupun kritik yang dapat membangun dari berbagai pihak. Semoga penulisan laporan praktikum ini dapat memberikan manfaat dan inspirasi bagi pembaca dan penulis yang lain. Jakarta, 14 Oktober 2021 Penulis

vi

4.3. Analisis Momen Nominal, Momen Ultimate, dan Putaran Sudut Ultimate

• 2.4. Rasio Tulangan..........................................................................................
• 2.5. Momen pada Penampang Persegi
• 2.5.1. Momen Crack
• 2.5.2. Momen Yield
• 2.5.3. Momen Nominal.....................................................................................
• 2.5.4. Momen Ultimate
• 2.6. Daktilitas
• BAB 3 METODE PENGUJIAN
• 3.1. Sistematika Pengerjaan
• BAB
• HASIL DAN PEMBAHASAN PENGUJIAN
• 4.1. Analisis Momen Crack dan Putaran Sudut Crack
• 4.1.1. Momen Crack
• 4.1.2. Putaran Sudut Crack
• 4.1.3. Menghitung Besar Gaya P saat kondisi Crack
• 4.2. Analisis Momen Yield dan Putaran Sudut Yield
• 4.2.1. Momen Yield
• 4.2.2. Putaran Sudut Yield
• 4.2.3. Menghitung Besar Gaya P saat kondisi Yield
• 4.3.1. Momen Nominal.....................................................................................
• 4.3.2. Momen Ultimate
• 4.3.3. Putaran Sudut Ultimate
• 4.3.4. Menghitung Besar Gaya P saat kondisi Ultimate
• 4.4. Analisis untuk Gaya Geser Nominal (Vn)
• 4.4.1. Gaya Geser Nominal (Vn) di Lapangan..................................................
• 4.4.2. Gaya Geser Ultimate (Vu) di Lapangan..................................................
• 4.4.3. Kontrol Nilai Vu
• 4.5. Perbandingan Hasil Teori dan Percobaan
• percobaan Perhitungan besar gaya (P) di lapangan saat kondisi Ultimate berdasarkan hasil
• 4.6. Grafik Momen vs Putaran Sudut vii
• 4.7. Analisis Daktilitas
• BAB 5 KESIMPULAN
• DAFTAR PUSTAKA

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai β 1 untuk Distribusi Tegangan Beton Rektangular (American Concrete Institute, 2015) ....................................................................................... 11 Tabel 2.2 Faktor Modifikasi λ (American Concrete Institute, 2015) ................... 15 Tabel 2.3 Faktor Reduksi Tegangan φ (American Concrete Institute, 2015) ...... 17 Tabel 4.1 Perbandingan Besar Gaya (P) antara Teori dengan Hasil Percobaan .. 24 Tabel 4.2 Tabel Momen vs Putaran Sudut ........................................................... 25

x

DAFTAR NOTASI

a = Tinggi distribusi tegangan persegi dari muka balok tekan bentang geser, m As = Luas tulangan tarik, m^2 A’s = Luas tulangan tekan, m^2 b = Lebar penampang, m c = Jarak serat tekan ekstrim ke sumbu netral, m C = Gaya tekan, kN Cc = Gaya tekan dalam beton dengan tidak adanya tulangan tekan, kN Cs = Tambahan gaya tekan akibat tulangan tekan, kN D = Diameter tulangan ulir, m d = Tinggi efektif; jarak dari muka tekan sampai titik berat dari tulangan tarik, m d’ = Jarak dari muka tekan dari penampang sampai titik berat dari tulangan tekan, m Ec = Modulus elastisitas beton, kN/m^2 Es = Modulus elastisitas baja, kN/m^2 f’c = Kekuatan tekan beton diukur pada 28 hari setelah di cor, kN/m^2 fr = Modulus keruntuhan, kN/m^2 fs = Tegangan satuan baja pada keadaan beban kerja, kN/m^2 fy = Tegangan leleh dari baja, kN/m^2 h = Tinggi total dari penampang, m Ig = Momen inersia bruto, m^4 k = Kekakuan lentur P = Beban terpusat, kN Pcr = Besar gaya saat kondisi Crack , kN Pu = Besar gaya saat kondisi Ultimate , kN Py = Besar gaya saat kondisi Yield , kN Mcr = Momen retak, kNm Mn = Kekuatan momen nominal, kNm My = Momen leleh, kNm Mmax = Momen maksimum, kNm

ABSTRAK

Dalam bidang konstruksi, beton merupakan material yang paling dominan digunakan. Akan tetapi, beton memiliki kelemahan terhadap gaya tarik namun kuat terhadap gaya tekan. Oleh karena itu, beton diberi tulangan baja untuk membantunya menahan gaya tarik tersebut dan dikenal dengan sebutan beton bertulang. Terdapat dua tipe keruntuhan yang mungkin terjadi pada penampang balok yaitu lentur dan geser. Dalam laporan praktikum ini berfokus pada analisis penampang untuk struktur balok dengan keruntuhan lentur tipe kegagalan tarik ( under-reinforced ). Pengujian dilakukan pada balok dengan panjang bentang 2. mm dan dimensi penampang 63 × 130 mm. Dari hasil pengujian tersebut, didapat nilai momen (M) dan besar gaya (P) saat kondisi ultimate berturut-turut sebesar 1,7194 kNm dan 2,7018 kN. Kata kunci: Desain beton bertulang, keruntuhan lentur, flexural failure, under-reinforced, ACI 318RM- 14

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Beton bertulang terdiri dari beton dan tulangan baja yang merupakan salah satu material konstruksi yang paling dominan digunakan. Beton memiliki kekuatan untuk menahan gaya tekan tetapi lemah menahan gaya tarik. Kekuatan tarik beton hanya berkisar 8-15% dari kekuatan tekannya. Nilai sebenarnya sangat dipengaruhi oleh jenis tes yang dilakukan untuk menentukan kekuatan tarik, jenis agregat, kekuatan tekan beton, dan adanya tegangan tekan yang disalurkan ke tegangan tarik. Oleh karena itu, beton perlu diberi tulangan baja untuk membantu menahan gaya tarik yang bekerja (Wight, 2016). Dalam mendesain beton bertulang sebaiknya beton mengalami kegagalan tarik ( under-reinforced ) dimana tulangan baja lemah dan leleh terlebih dahulu yang menyebabkan terjadinya deformasi pada balok yang merupakan tanda sebelum beton benar-benar hancur sehingga dapat segera dilakukan perbaikan. Dalam mendesain beton bertulang, perlu dilakukan analisis dan pengujian apakah dimensi penampang digunakan cukup dan mampu menahan beban yang bekerja atau tidak. Analisis dapat dilakukan secara analitis dengan menggunakan rumus-rumus yang ada atau analisis dengan komputer yang disertai dengan penjelasan mengenai prinsip cara kerja program, data masukan serta penjelasan mengenai data keluaran (Badan Standardisasi Nasional, 2002). Pengujian ini juga berguna untuk mengetahui tipe keruntuhan yang terjadi. Pada kasus ini, analisis akan dilakukan dengan perhitungan secara analitis pada balok dengan keruntuhan lentur tipe kegagalan tarik ( under- reinforced ).

Gambar 1. 1 Pembebanan Balok di Atas 2 Perletakan (Think Up, 2015) 1.5. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Ruang lingkup dan batasan masalah yang digunakan pada laporan praktikum ini adalah sebagai berikut:

1. Penampang balok beton bertulang persegi dengan dimensi 63 × 130 mm dan terdapat tulangan tarik 2D8 pada sisi bawah penampang dengan selimut beton 12 mm. Gambar 1. 2 Potongan A-A (Think Up, 2015)
2. Mutu beton C30/35 (f’c = 30 MPa/ K-350 kg/cm^2 )
3. Tulangan baja memiliki tegangan leleh sebesar fy =370 N/mm^2. 2D

4. Balok yang diuji memiliki panjang bentang 2.500 mm.
5. Beban yang bekerja adalah dua buah beban terpusat yang diletakkan sejauh 600 mm dari tumpuan dan jarak antar beban terpusat 800 mm. Gambar 1. 4 Penempatan Beban Terpusat (Think Up, 2015) Gambar 1. 3 Balok (Think Up, 2015)

Untuk tulangan baja yang digunakan pada beton bertulang harus tulangan baja ulir, kecuali baja polos diperkenankan untuk tulangan spiral atau tendon (Badan Standardisasi Nasional, 2002). Digunakannya tulangan baja ulir berguna untuk mencegah pergeseran dari tulangan relatif terhadap beton sekelilingnya (Salmon & Wang, 1993). Gambar 2. 3 Baja-baja Tulangan yang Berprofil ( Courtesy of Concrete Reinforcing Steel Institute ) (Salmon & Wang, 1993) 2.2. Jenis Keruntuhan 2.2.1. Keruntuhan Lentur 2.2.1.1. Keruntuhan Tarik ( Tension Failure / Under-Reinforced ) Keruntuhan tarik terjadi karena jumlah tulangan cukup sedikit dibandingkan tulangan ideal sehingga tulangan baja akan mengalami tegangan leleh terlebih dahulu (fs = fy) sebelum beton mencapai kapasitas maksimumnya atau hancur (εcu < 0,003) yang menghasilkan suatu ragam keruntuhan yang daktail dengan deformasi yang besar. Perlu diperhatikan bahwa tulangan baja tidak hancur pada kekuatan lentur kecuali tulangan baja yang terdapat pada penampang sangat kecil. Diperlukan tegangan baja yang sangat tinggi untuk menyebabkan fraktur (Park & Paulay, 1975). Jadi, pada keruntuhan tipe ini balok tidak hancur secara tiba-tiba, tetapi terjadi deformasi terlebih dahulu.

2.2.1.2. Keruntuhan Tekan ( Compression Failure / Over- Reinforced ) Keruntuhan tekan terjadi karena memiliki tulangan lebih banyak dari penampang ideal sehingga beton telah mencapai kapasitas maksimum atau hancur (εcu = 0,003) terlebih dahulu sebelum tulangan baja mengalami leleh (fs < fy). Balok dengan kondisi ini bersifat getas ( brittle ) sehingga kehancuran pada penampang balok dapat terjadi secara tiba-tiba tanpa terjadinya deformasi (Park & Paulay, 1975). Gambar 2. 4 Balok dengan Keruntuhan Tarik (Think Up, 2015) Gambar 2. 5 Balok dengan Keruntuhan Tekan (Think Up, 2015)