TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON

BERTULANGAN RANGKA BAJA TULANGAN

DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil

disusun oleh :

DAVID MAHENDRA

NIM : D 100 070 010

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

LEMBAR PERSETUJUAN

ii

iii

iv

Motto

Keberhasilan yang engkau raih

Ditentukan oleh dirimu dan takdir Allat SWT

Terkadang rencana yang Allah buat sulit untuk dimengerti

Namun pada akhirnya kita selalu mendapatkan hikmah dibaliknya

“Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalatmu Sebagai

penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar”

(Al-Baqarah: 153)

“Allah mencintai orang yang bekerja apabila bekerja

maka ia selalu memperbaiki prestasi kerja”

( H.R. Tabrani )

"Tidaklah ada pemberian dari orang tua kepada anaknya

yang lebih utama daripada budi pekerti yang baik”

(HR. Tirmidzi)

“Barang siapa merasa letih di malam hari karena berkerja, maka di malam itu ia

diampuni”.

(H.R. Ahmad )

v

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan untuk :

Allah S.W.T.

Bapak Sukardi dan Ibu Siti Aisyah

Saudaraku Ivan J.K. , Dewi dan Nisa

Bapak Ibu dosen pembimbing TA dan bapak ibu dosen pengajar Teknik sipil

UMS

Teman-teman Sipil terutama angkatan 2007

Teman – teman kost

Teman – teman nongkrong

Teman – teman olah raga

Special thanks to :

Allah S.W.T atas semua limpahan karuniaNya dapat terselesaikan Tugas

Akhir ini

Bapak dan ibu ku terima kasih atas doa, dukungan dan semua kasih sayang

yang telah kalian berikan padaku

Saudara - saudaraku terima kasih atas dukungan yang kalian berikan selama

ini

“my special someone” Tika dan sekeluarganya terimakasih atas doa,

semangat dan motifasinya

Bapak dan ibu dosen pembimbing yang telah memberikan masukan dalam

pengerjaan Tugas Akhir ini

Teman-teman seperjuanganku yang telah membantu dalam penyelesaian

laporan ini,

o Bambang, Aconk, Prianto, Damar, Lek Thong, Gentur, Sadono, Bayu,

Erik makasih buat bantuannya selama praktikum

vi

o Mas joko, dan kawan-kawan yang memberi bimbingan selama di

laboraturium

o Semua teman-teman sipil angkatan 2007, 2008, 2009, 2010, 2011,

2012, 2013, 2014 dukungan kalian sangat berarti untukku

vii

PRAKATA

هتاگربوهللاةمحرومکيلعمالسلا

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat

menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir dengan judul : Tinjauan Kuat

Geser Balok Beton Bertulangan Rangka Baja Tulangan Dengan Variasi Jarak

Tulangan Vertikal.

Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh

mahasiswa jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta sebagai syarat untuk mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil.

Penyusunan Tugas Akhir ini didasarkan dari pelaksanaan penelitian di

Laboratorium Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan bimbingan dari teknisi

laboratorium serta bimbingan dosen pembimbing, oleh karenanya dalam kesempatan

ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Suwardi, M.T., selaku Pembimbing Akademik

2. Bapak Basuki, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I.

3. Budi Setiawan, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II.

4. Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Dosen Penguji

5. Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Program Studi

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

6. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

7. Ibu Yenny Nur Chasanah, S.T., M.T. selaku Sekretaris Program Studi Teknik

Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.

8. Pimpinan dan staf Laboratorium Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

9. Ayah, ibu,kakak dan adikku yang selalu melimpahkan kasih sayang, doa restu

dan dorongan, baik moril maupun materil dalam menyusun laporan ini.

viii

10. Teman-teman di Program Studi Teknik Sipil pada umumnya dan angkatan 2007

pada khususnya yang telah memberikan bantuan dan semangat pada penyusun.

11. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah membantu

terselesainya laporan ini.

Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini

masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan hati, saran dan kritik

yang membangun sangat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa

yang akan datang.

هتاکربوهللاةمحرومكياعمالسلاو

Surakarta, April 2016

Penyusun

ix

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ....................................................iii

MOTTO ................................................................................................................ iv

PERSEMBAHAN ................................................................................................... v

PRAKATA ............................................................................................................ vii

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

DAFTAR GAMBAR............................................................................................. xii

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

DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi

ABSTRAKSI ....................................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

A. Latar Belakang Masalah ................................................................... 1

B. Rumusan Masalah ............................................................................. 1

C. Tujuan Penelitian ............................................................................... 1

D. Manfaat Penelitian ............................................................................. 2

E. Batasan Masalah ................................................................................ 2

F. Keaslian Penelitian ............................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. .......................................................................... 4

A. Pengertian Beton ............................................................................... 4

B. Bahan Penyusun Beton ...................................................................... 4

1. Semen (portland) tipe 1. .............................................................. 5

2. Agregat. ....................................................................................... 6

1). Agregat halus ......................................................................... 6

2). Agegat kasar ........................................................................... 6

3. Air . . ............................................................................................ 7

C. Baja Tulangan ...................................................................................... 7

D. Penjelasan Mengenai Sengkang atau Begel ........................................... 8

x

E. Faktor – factor yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton,Kuat Tarik

Baja dan Kuat Geser Balok ................................................................ 9

BAB III LANDASAN TEORI ............................................................................. 11

A. Umum .... ........................................................................................... 11

B. Bahan Penyusun Beton ....................................................................... 11

1. Semen portland ......................................................................... 11

2. Air ........................................................................................... 12

3. Agregat .................................................................................... 12

a. Persyaratan agregat halus .................................................... 13

b. Persyaratan agregat kasar ................................................... 13

4. Baja tulangan ............................................................................ 14

C. Rencana Campuran Adukan Beton ................................................... 14

D. Pengujian Kuat Tarik Baja ............................................................... 18

E. Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................................ 19

F. Kuat Geser Beton ............................................................................. 20

G. Perencanaan Penulangan Geser ........................................................ 21

BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 23

A. Umum . ........................................................................................... 23

B. Bahan Dan Peralatan Penelitian ....................................................... 23

1. Bahan penelitian ........................................................................ 23

2. Peralatan penelitian ................................................................... 25

C. Tahapan Penelitian ........................................................................... 33

D. Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 36

1. Pemeriksaan bahan .................................................................... 36

1). Pemeriksaan kualitas agragat halus .................................... 36

2). Pemeriksaan kualitas agregat kasar .................................... 39

2. Perhitungan rencana campuran beton ........................................ 41

3. Pengujian kuat tarik baja tulangan ............................................. 42

4. Pembuatan benda uji ................................................................. 43

5. Pengujian slump ........................................................................ 44

6. Perawatan (perendaman) benda uji ............................................ 45

xi

7. Pengujian kuat tekan beton........................................................ 45

8. Pengujian kuat geser beton ........................................................ 46

9. Variabel penelitian .................................................................... 46

E. Analisis Data ................................................................................. 53

BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 54

A. Hasil Pengujian Bahan .................................................................... 54

1. Hasil pemeriksaan agregat halus (pasir) ..................................... 54

2. Hasil pemeriksaan agregat kasar ................................................ 55

B. Pengujian slump .............................................................................. 55

C. Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja ...................................................... 56

D. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ................................................... 58

E. Analitis Pengujian Kuat Geser Balok ............................................... 59

F. Penggunaan Bahan Tulangan Balok Beton ........................................ 69

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 73

A. Kesimpulan ..................................................................................... 73

B. Saran .... ........................................................................................... 74

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar II.1. Skema pengujian kuat geser balok beton ................................... 10

Gambar III.1. Skema pengujian kuat tarik baja ................................................ 18

Gambar III.2. Skema pengujian kuat tekan beton ............................................ 19

Gambar III.3. Tegangan pada balok terlentur .................................................. 20

Gambar III.4. Retak miring pada balok beton bertulang .................................. 21

Gambar IV.1. Semen Portland merk Gresik .................................................... 23

Gambar IV.2. Agregat halus............................................................................ 24

Gambar IV.3. Agregat kasar............................................................................ 24

Gambar IV.4. Baja tulangan ............................................................................ 25

Gambar IV.5. Oven ......................................................................................... 26

Gambar IV.6. Timbangan ............................................................................... 26

Gambar IV.7. Ayakan standart ....................................................................... 27

Gambar IV.8. Penggetar ayakan ...................................................................... 27

Gambar IV.9. Kerucut conus ........................................................................... 28

Gambar IV.10. Mesin uji Los Angeles ............................................................... 28

Gambar IV.11. Gelas ukur ................................................................................ 29

Gambar IV.12. Cetakan silinder ........................................................................ 29

Gambar IV.13. Bekisting balok ......................................................................... 30

Gambar IV.14. Molen ....................................................................................... 30

Gambar IV.15. Kerucut Abram’s ...................................................................... 31

Gambar IV.16. Bak perendaman benda uji ........................................................ 31

Gambar IV.17. Mesin uji kuat tekan ................................................................. 32

Gambar IV.18. Mesin uji kuat geser .................................................................. 32

Gambar IV.19. Mesin uji kuat tarik ................................................................... 33

Gambar IV.20. Peralatan penunjang lain ........................................................... 33

Gambar IV.21. Bagan alir penelitian ................................................................. 34

Gambar IV.22.23.24. Sket Gambar Balok Beton Rangka .................................. 47

Gambar IV.25.26.27. Sket Gambar Balok Beton Biasa ..................................... 50

xiii

Gambar V.1. Pengujian kuat tarik besi tulangan ø 6 mm dengan panjang

30 cm………..…………………………………………………56

Gambar V.2. Grafik pengujian kuat tarik baja dengan kode sampel BJ63 yang

di dapatkan dari Balai Besar Latihan Kerja Industri

(BBLKAI) ................................................................................. 57

Gambar V.3. Grafik pengujian kuat tarik baja dengan kode sampel BJ64 yang

di dapatkan dari Balai Besar Latihan Kerja Industri

(BBLKAI) ................................................................................. 57

Gambar V.4. Foto Pengujian Kuat Tekan Benda Uji ...................................... 58

Gambar V.5. Perbandingan kuat tekan benda uji silinder 1 dengan

silinder 2 ................................................................................... 59

Gambar V.6. Grafik perbandingan nilai kuat geser antara sengkang

konvensonal dengan sengkang variasi ....................................... 68

Gambar V.7. Grafik presentase hubungan kuat geser tulangan konvensonal dan

tulangan variasi dengan spasi sengkang .................................... 69

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel II.1. Komponen bahan baku semen type 1 ............................................. 5

Tabel III.1. Nilai deviasi standar ................................................................... 15

Tabel III.2. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton

pada umur 28 hari ........................................................................ 15

Tabel III.3. Faktor air semen maksimum ........................................................ 16

Tabel III.4. Nilai slump .................................................................................. 16

Tabel III.5. Ukuran maksimum agregat .......................................................... 17

Tabel III.6. Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slump dan ukuran

maksimum agregat ...................................................................... 17

Tabel III.7. Perkiraan kebutuhan agregat kasar per m3 beton, berdasarkan

ukuran maksimum agregat dan modulus halus pasir ..................... 17

Tabel V.1. Hasil pemeriksaan agregat halus .................................................. 54

Tabel V.2. Hasil pemeriksaan agregat kasar .................................................. 55

Tabel V.3. Hasil pengujian nilai slump dengan fas 0,60................................. 56

Tabel V.4. Hasil pengujian kuat tarik baja diameter 6 mm............................. 57

Tabel V.5. Hasil pengujian dan perhitungan kuat tekan beton........................ 58

Tabel V.6. Nilai beban geser maksimal tulangan sengkang ........................... 67

Tabel V.7. Nilai kuat geser maksimal tulangan sengkang................................67

Tabel V.8. Hasil perbandingan Vs,kekuatan sengkang konvensional dengan

sengkang variasi .......................................................................... 68

Tabel V.9. Perbandingan efisien bahan tulangan beton bertulang model

tulangan rangka besi tulangan dengan balok beton bertulang

biasa ........................................................................................... 72

xv

DAFTAR NOTASI

A = Luas penampang benda uji (mm²)

b = lebar balok rata-rata pada penampang runtuh, (mm).

h = tinggi balok rata-rata pada penampang runtuh,(mm).

D = diameter benda uji (cm)

fc’ = Kuat tekan benda uji (MPa).

f’cr = Kuat tekan rencana (MPa).

fmaks = Tegangan maksimal baja (MPa).

fy = Tegangan leleh (MPa).

K = Kadar lumpur yang terkandung didalam pasir (%)

l = panjang bentang diantara kedua balok tumpuan, (mm).

L = Jarak antar tumpuan (cm).

m = Nilai margin (MPa).

Vc = Kuat geser beton (N).

Vu = Beban geser terfaktor (N).

Vs = Kuat geser nominal yang dapat disediakan oleh tulangan geser (N).

Vn = Kuat geser ideal atau nominal (N)

P = Beban maksimum yang mengakibatkan keruntuhan balok uji (kN).

Pleleh

= Beban maksimal leleh baja (N).

Pmaks

= Beban tarik putus baja (N).

q = Berat sendiri balok beton, (kN/m)

V = Volume beton (m3)

v = Tegangan geser (N).

W = Berat beton (Kg).

Φ = Faktor reduksi kuat geser

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I : Pemeriksaan agregat halus ............................................... .L-1-5

Lampiran II : Pemeriksaan agegat kasar ................................................. .L-6-9

Lampiran III : Data hasil pengujian slum ................................................. .L-10

Lampiran IV : Pengujian kuat tekan beton............................................... .L-11

Lampiran V : Data kuat tarik baja ........................................................ .L-12

Lampiran VI : Data hasil pengujian kuat geser balok beton ..................... .L-13-14

Lampiran VII : Perbandingan efisien bahan tulangan .............................. .L-15

Lampiran VIV : Lembar konsultasi ........................................................... .L-16

xvii

ABSTRAKSI

TINJAUAN KUAT GESER BALOK BETON BERTULANGAN RANGKA

BAJA TULANGAN DENGAN VARIASI JARAK TULANGAN VERTIKAL

Balok beton bertulang adalah salah satu bagian kontruksi bangunan gedung yang

kekuatannya tergantung pada mutu beton serta penulangan baja di dalamnya. Pada umumnya

penulangan balok beton terdiri dari tulangan lentur dan tulangan geser. Tulangan lentur dipasang secara horizontal dari sumbu balok dan berfungsi menahan beban momen lentur,

sedangkan tulangan geser atau begel dipasang secara melintang terhadap sumbu balok beton

dan berfungsi sebagai penahan beban gaya geser. Balok beton menggunakan begel model rangka pada dasarnya sama dengan balok beton menggunakan begel biasa perbedaan

diantara keduanya adalah balok beton menggunakan begel rangka ada penambah tulangan

miring antara tulangan vertical yang berfungsi secara structural. Sebuah pemikiran yang

kreatif untuk melakukan penelitian ini sehingga memberikan kontribusi yang positif terhadap kekuatan balok beton bertulang sehingga akan lebih bermanfaat untuk penelitian

kedepannya. Penelitian ini memodifikasi bentuk tulangan geser pada umumnya menjadi

tulangan rangka yang diikat menggunakan kawat bendrat pada tulangan longitudinal dengan bentuk menyerupai rangka baja dan selanjutnya dilakukan pengujian geser pada balok

bertulang tersebut dan hasilnya dibandingkan dengan kuat geser balok beton menggunakan

begel biasa. Penelitian ini menggunakan beton dengan kuat rencana 20 MPa, benda uji balok beton bertulang berukuran lebar 10 cm dengan tinggi 20 cm serta panjang 60 cm. Tulangan

geser menggunakan diameter 6 mm. Pengujian dilakukan antara lain ; uji kuat tekan beton,

uji kualitas kuat susun beton, serta uji kuat geser balok beton bertulang. Pengujian kuat geser

balok beton bertulang harus dipastikan keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan geser dan bukan keruntuhan lentur. Hasil pengujian yang didapatkan menunjukkan ada peningkatan

kuat geser pada balok beton menggunakan begel model rangka dibandingkan balok beton

menggunakan begel biasa. Peningkatan yang terjadi berkisar (30,25 – 186,49,12) %. Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini, menunjukkan bahwa balok beton

menggunakan begel model rangka memberikan manfaat positif dan dapat dikembangkan

lebih lanjut agar bisa lebih bermanfaat lagi.

Kata Kunci : balok beton, begel rangka, besi tulangan, kuat geser

xviii

ABSTRACTION

REVIEW OF STRONG SHEAR BEAM BERTULANGAN CONCRETE

REINFORCING STEEL FRAME WITH VARIATION OF REINFORCING THE

VERTICAL DISTANCE

Reinforced concrete beams is one part of building construction whose strength

depends on the quality of concrete and steel reinforcement inside. In general

reinforcement concrete beam consisting of flexural and shear reinforcement. Flexural

mounted horizontally on the beam axis and serves to hold the load bending moments,

shear or begel while mounted transversely to the axis of concrete beams and serves

as a load-bearing shear force. Begel concrete beams using the model order is

basically the same with concrete blocks using ordinary begel difference between

them is the use of concrete beams begel no additional reinforcement frame skew

between the vertical reinforcement structural functioning. A little creative thinking to

do this research so as to provide a positive contribution to the strength of reinforced

concrete beams that will be more beneficial for future research. This study modifies

the form of shear reinforcement in general to be reinforcement frame fastened using

wire bendrat the longitudinal reinforcement with a shape resembling a steel frame

and slide further testing on reinforced beams and the results compared with the shear

strength of concrete blocks using ordinary begel. This research use with strong

concrete plan of 20 MPa, reinforced concrete beam specimen measuring 10 cm wide

by 20 cm high and 60 cm long. Shear using a diameter of 6 mm. Tests performed,

among others; concrete compressive strength test, test robust quality concrete

apartment blocks, as well as the shear strength test of reinforced concrete beams.

Testing shear strength of reinforced concrete beams must be ensured that the collapse

occurred is not shear failure and flexural failure. The test results obtained show no

increase in shear strength on concrete beams using models begel order than ordinary

concrete beam using begel. Recent gains in the range (30.25 - 186,49,12)%. Based

on the results obtained from this study showed that the concrete blocks using models

begel order to provide positive benefits and can be developed further in order to

work even harder

Keywords : concrete blocks , begel frame , steel reinforcement , shear strengt