Analisis Kekakuan dan Perilaku Portal Bidang Baja Hollow yang Diisi Mortar FAS 0,4 Dengan Variasi Ukuran Profil
Muhammad Rifqi 1 , Huzaim 2 , Rudiansyah Putra 3
1,2 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, Bnda Aceh 23111, Indonesia
3 Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh 23111, Indonesia Email : mr.rifqi19@gmail.com

## Abstract
Hollow steel is a steel material that has a hollow in the middle, so it cannot withstand heavy loads. The addition of 0,4  w/c  ratio  of  mortar  into the  hollow  steel  aims  to  cover  the  cavity.  The  value  of  stiffness  in  steel  elements can be determined  based  on  the  sections  and  modulus  elasticity.  For  composite  elements  the  value  of  stiffness  cannot  be determined surely. This research was conducted to obtain the value of stiffness in the composite element. In this research used hollow steel material with variations of section 30/60 mm, 40/80 mm and 50/100 mm with 1 mm thickness grade of BJ 37 which is treated into a plane frame with height and width 800 mm from end to end. Material for making mortar is Portland cement type I, fine aggregate, water, and an additional material, namely viscocrete-10. After the research was finished, the capacity of plane frame was obtained for 30/60 section was 0,71 ton with displacement 23,45 mm, 40/80 section was 1,28 ton with displacement 40,41 mm and 50/10 section was 2,01 ton with displacement 37,64 mm. The value of plane frame stiffness at elasticity limit of 30/60 section was 77,778 kg/mm, 40/80 was 216,216 kg/mm and 50/100 was 448,529 kg/mm.
Keyword : hollow steel, plane frame, profile dimension, stiffness, composite

## Abstrak
Baja hollow adalah salah satu material baja yang memiliki rongga ditengahnya, sehingga tidak kuat menahan beban yang berat. Penambahan mortar FAS 0,4 pada rongga baja hollow bertujuan menutupi rongga tersebut. Pada elemen baja,  nilai  kekakuan  dapat  ditentukan  berdasarkan  dimensi  dan  modulus  elastisitas.  Untuk  elemen  komposit  nilai kekakuannya  belum  dapat  ditentukan  secara  pasti.  Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mendapatkan  nilai  kekakuan  pada elemen komposit. Pada penelitian ini digunakan material baja hollow dengan variasi ukuran 30/60 mm, 40/80 mm dan 50/100 mm dengan ketebalan 1 mm mutu BJ 37 yang dirangkai menjadi portal bidang, dengan tinggi dan lebar 800 mm dari  ujung  ke  ujung. Material  penyusun  mortar  adalah  semen  Portland  tipe  I,  agregat  halus, air,  dan  bahan tambah viscocrete-10. Setelah  penelitian dilaksanakan, diperoleh nilai kapasitas portal bidang pengujian profil 30/60 sebesar 0,71 ton dengan perpindahan 23,45 mm, profil 40/80 sebesar 1,28 ton dengan perpindahan 40,41 mm dan profil 50/100 sebesar 2,01 ton dengan perpindahan 37,64 mm. Nilai kekakuan portal bidang pada batas elasis profil 30/60 sebesar 77,778 kg/mm, profil 40/80 sebesar 216,216 kg/mm dan profil 50/100 sebesar 448,529 kg/mm.
Kata Kunci : baja hollow , portal bidang, ukuran profil, kekakuan, komposit

## 1. Pendahuluan
Baja hollow telah  banyak  digunakan  pada pembuatan  pagar,  teralis,  railing  tangga,  dan  lain-lain. Dibandingkan  dengan  material  kayu,  baja hollow memiliki bobot yang lebih ringan, pemasangan yang lebih mudah,  serta  lebih  ramah  lingkungan.  Namun  untuk konstruksi  struktural  penggunaan  baja hollow masih sangat kurang, dikarenakan memiliki lubang ditengahnya sehingga  tidak  kuat  menahan  beban  yang  berat. Penambahan  mortar  ke  dalam  baja hollow bertujuan menutupi  kekosongan  tersebut,  sehingga  bersifat  lebih kaku dan mampu dalam menahan beban yang lebih berat.
Material  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  baja hollow dengan  variasi  ukuran  30/60  mm, 40/80 mm dan 50/100 mm dengan ketebalan 1 mm mutu BJ 37 yang diberi perlakuan menjadi portal bidang dengan tinggi  dan  lebar  800  mm  dari  ujung  ke  ujung.  Mortar tersusun dari semen Portland tipe I, agregat halus, air, dan bahan tambah viscocrete 10. Pembuatan benda uji dimulai dengan pemotongan baja hollow sesuai dengan tinggi dan ukuran yang direncanakan.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perilaku,  kapasitas  dan  kekakuan  portal  bidang  baja hollow yang telah diisi mortar. Manfaat dari penelitian ini adalah  untuk  memperoleh  nilai  kekakuan  yang  efektif pada  elemen  struktur  yang  bersifat  komposit.  Sehingga diharapkan  portal  bidang  komposit  ini  dapat  digunakan pada dunia konstruksi atau rumah sederhana, serta dapat menjadi  solusi  dalam  membangun  rumah  hunian  yang murah dan ramah lingkungan.
Setelah  dilakukan  pengujian  pembebanan  portal bidang,  diperoleh  kapasitas  yang  mampu  dipikul  oleh profil 30/60, 40/80, dan 50/100 secara berturut-turut yaitu sebesar  0,71  ton,  1,28  ton,  dan  2,01  ton.  Adapun  nilai perpindahan yang terjadi secara berurutan sebesar 23,45 mm,  40,41  mm,  dan  37,64  mm.  Untuk  nilai  kekakuan pada  daerah  elastis  yang  diperoleh  pada  profil  30/60 sebesar  77,778  kg/mm,  untuk  profil  40/80  sebesar 216,216  kg/mm  dan  profil  50/100  nilai  kekakuannya sebesar  448,529  kg/mm.  Semakin  besar  ukuran  profil yang  digunakan,  semakin  besar  juga nilai  kekakuan  dan kapasitas  daya  dukung  struktur  yang  mampu  dipikul portal bidang.
2. Tinajuan kepustakaan
2.1 Portal bidang
Menurut  Sitompul  (2009)  [1],  portal  ( frame ) adalah  kerangka  yang  terdiri  dari  dua  atau  lebih  bagian konstruksi yang di sambungkan guna mencapai stabilitas, umumnya  dapat menahan  gaya  momen,  gaya  geser,  dan gaya  aksial.  Kassimali  (2010)  [2]  menyebutkan  bahwa portal  bidang  ( plane  frame )  dapat  didefinisikan  sebagai kumpulan  elemen-elemen  linear  dua  dimensi  yang tergabung  pada  titik  hubungannya  secara  kaku  atau sembungan  sendi,  dan  beban  serta  reaksi  terjadi  pada bidang struktur tersebut.
Untuk struktur komposit baja yang berisikan beton masih  jarang  ditemui.  Struktur  komposit  disebut  juga dengan batang tak homogen, dikarenakan stuktur tersebut terdiri  dari  gabungan  2  material,  yaitu  beton  dan  baja. Untuk  memudahkan  perhitungan  pada  penampang komposit digunakan angka  ekivalensi (n), yang dihitung dengan persamaan berikut :
𝑛 = 𝐸𝑠 𝐸𝑐 ....................................................................... 1)
𝐸 𝑠 = 𝜎 𝜀 ........................................................................ 2)
𝐸 𝑐 = 1,7 x 𝑤 2 x  √𝑓′𝑐𝑢 3 .............................................. 3) dimana : n = Angka ekivalensi;
E s = Modulus elastisitas baja (MPa); E c = Modulus elastisitas beton (MPa);
𝜎 = Tegangan baja (MPa);
𝜀 = Regangan baja;
w = Berat mortar (kg/m 3 ); dan f’ cu = Kuat tekan beton kubus (MPa).
Wibowo (2011) [3] menyebutkan dengan bantuan angka  ekivalensi  maka  penampang  komposit  tersebut akan  diekivalensi  menjadi  penampang  yang  homogen, sehingga perhitungan menjadi sederhana seperti penampang homogeny.
2.2 Baja hollow
Menurut  Sardika  (2014)  [4],  baja hollow merupakan  bagian  dari  profil  baja  yang  memiliki penampang  berbentuk  lingkaran,  bujur  sangkar  ( square hollow section ), atau persegi panjang ( rectangular hollow section ).  Dalam  SNI  03-1729-2002  [7]  telah  dijelaskan secara  keseluruhan  karakteristik  dan  sifat-sifat  mekanis profil baja hollow sama dengan profil baja struktural.
Keterangan :
- A  = Tinggi profil baja hollow - B  = Lebar profil baja hollow - t  = Tebal profil baja hollow - R  = Radius transisi
Gambar 1 Profil Baja Hollow Pada profil baja hollow , tegangan leleh, tegangan tarik    dan  modulus  elastisitas  dapat  diperoleh  dengan pengujian kuat tarik. Standar acuan yang digunakan pada SNI  8389-2017  Cara  Uji  Tarik  Logam  [9]. Pengujian dilakukan  menggunakan  mesin  uji  tarik  ( Universal Strength Tester ) Mohr and Federhaff AG No. UPD. 10- 7385/1970  produksi Mannheim  Germany dengan kapasitas maksimum pembebanan 10 ton.

## 2.3 Sambungan las
Menurut  Setiawan  (2013)  [5],  pengelasan  adalah suatu  proses  penyambungan  bahan  logam  yang menghasilkan  peleburan  bahan  dengan  memanasinya hingga  suhu  yang  tepat  dengan  atau  tanpa  pemberian tekanan dan dengan atau tanpa pemakaian bahan pengisi. Las sudut ( fillet welds ) yaitu tipe las yang paling banyak dijumpai  dibandingkan  tipe  las  yang  lain,  80% sambungan  las  menggunakan  tipe  las  sudut.  Tidak memerlukan  presisi  tinggi  dalam  pengerjaannya.. Sambungan  las  memiliki  banyak  keuntungan,  dari  segi ekonomi harga konstruksi dengan menggunakan las lebih murah dibandingkan dengan pemakaian baut atau keling. Pada  konstruksi  rangka  jembatan  bahkan  dapat mengurangi  berat  baja  hingga  15%  jika  dipakai sambungan las

## 2.4 Pelat buhul
Pelat  buhul  ( Gusset  plate )  adalah  sistem sambungan  memakai  pelat  baja,  bisa  tunggal  atau berpasangan.  Fungsinya  adalah  untuk  menyatukan elemen-elemen dari struktur rangka batang ( truss ). Pelat buhul  mimiliki  peran  yang  sangat  penting  didalam struktur rangka baja. Pelat buhul ditambahkan pada kedua sisi joint yang kemudian disambung mengunakan las.

## 2.5 Mortar
Standar  Nasional  Indonesia  (SNI)  15-2049-2004 [7],  menjelaskan  bahwa  mortar  adalah  suatu  campuran yang terdiri dari semen, agregat halus, dan air baik dalam keadaan  dikeraskan  ataupun  tidak  dikeraskan.  Agregat halus  merupakan  pasir  yang  lolos  saringan  4,76  mm. Kekuatan  mortar  dipengaruhi  oleh  rasio  air  semen, sehingga  untuk  meningkatkan  mutu  mortar  bisa didapatkan dengan cara mengurangi rasio air.

## 2.6 Bahan tambah ( admixture )
Secara  umum  bahan  tambah  dalam  beton  dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bahan tambah yang bersifat kimiawi dan bahan tambah yang bersifat mineral. Bahan tambah  digunakan  untuk  memodifikasi  sifat  dan karakteristik  dari  beton,  untuk  meningkatkan  kinerja beton  sesuai  dengan  kondisi  yang  dibutuhkan  pada situasi-situasi  tertentu.  Bahan  tambah  yang  digunakan yaitu viscocrete -10 sebanyak 1% dari kadar semen.

## 2.7 Metode analisis portal bidang
Analisis  struktural,  yang  merupakan  bagian integral  dari  setiap  proyek  rekayasa  struktural,  adalah proses  memprediksi  kinerja  struktur  tertentu  dalam kondisi  pemberian  beban.  Wahyuni  (2011)  [6] menyebutkan  analisa  struktur  metode  matriks  adalah suatu  metode  untuk  menganalisa  struktur  dengan menggunakan  bantuan  matriks  yang  terdiri  dari  matriks kekakuan,  matriks  perpindahan,  dan  matriks  gaya. Dengan menggunakan hubungan :
{ P } = [ K ] { U }------------------------------------------- 4) dimana : { P }  = Matriks gaya;
[ K ]  = Matriks kekakuan; dan
{ U }  = Matriks perpindahan.
Perhitungan analisis matriks portal bidang ( plane frame ) berdasarkan Matrix Analysis of Structures, Second Edition (Kassimali, 2010) [2] adalah sebagai berikut :
Gambar  2  Model  analisis  sistem  koordinat  global  dan sistem koordinat local metode matriks
𝐿 =   √(𝑥 𝑗 − 𝑥 𝑖 ) 2 +   (𝑦 𝑗 −   𝑦 𝑖 ) 2 ................................. 5)
𝐶 = cos 𝜃 = 𝑥𝑗− 𝑥𝑖
𝐿 ..................................................... 6) 𝑆 = sin 𝜃  = 𝑦𝑗− 𝑦𝑖
𝐿 ..................................................... 7)
Matriks tranformasi :
[𝑇] = [ cos 𝜃 sin 𝜃 0 0 0 0 − sin 𝜃 cos 𝜃 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 cos 𝜃 sin 𝜃 0 0 0 0 − sin 𝜃 cos 𝜃 0
0 0 0 0 0 1] ...................... 8)
Matriks transpose dari matriks transformasi :
[𝑇 𝑇 ] =
[ cos 𝜃 −sin 𝜃 0 0 0 0 sin 𝜃 cos 𝜃 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 cos 𝜃 −sin 𝜃 0
0 0 0 sin 𝜃 cos 𝜃 0 0 0 0 0 0 1] ...................... 9)
Matriks kekakuan elemen koordinat lokal :
[𝑘] = 𝐸𝐼 𝐿 3
[ 𝐴𝐿 2 𝐼 0 0 − 𝐴𝐿 2 𝐼 0 0 0 12 6𝐿 0 −12 6𝐿 0 6𝐿 4𝐿 2 0 −6𝐿 2𝐿 2 − 𝐴𝐿 2 𝐼 0 0 𝐴𝐿 2 𝐼 0 0 0 −12 −6𝐿 0 12 −6𝐿 0 6𝐿 2𝐿 2 0 −6𝐿 4𝐿 2 ] ....................... 10)
Matriks kekakuan elemen koordinat global : [𝐾] = [𝑇 𝑇 ] [𝑘] [𝑇] ...................................................11) Kemudian  dicari  matriks  kekakuan  struktur koordinat  lokal,  matriks  kekakuan  struktur  secara keseluruhan [S] , invers matriks kekakuan struktur secara keseluruhan [S -1 ] ,  dan  masukkan  gaya  yang  bekerja terhadap konstruksi. Perpindahan struktur yang timbul : [d] = [S -1 ] [P] .......................................................... 12) Perpindahan akhir elemen sistem koordinat lokal :
[u] = [T] [v] ............................................................ 13) Gaya akhir elemen pada sistem koordinat lokal :
[Q] = [k] [u]............................................................ 14) Gaya akhir elemen pada sistem koordinat global : [F] = [T T ] [Q] ......................................................... 15)
Dimana : [K]  = Matriks kekakuan elemen koordinat global; [T]  = Matriks transformasi;
[k]  = Matriks kekakuan elemen koordinat lokal;
[d]  = Perpindahan struktur;
[S]  = Matriks kekakuan struktur secara keseluruhan;
[P]  = Beban yang diberikan;
[u]  = Perpindahan akhir elemen koordinat lokal;
[v]  = Perpindahan akhir elemen koordinat global;
[Q]  = Gaya akhir elemen koordinat lokal; dan [F]  = Gaya akhir elemen koordinat global.

## 3. Kekakuan Struktur
Kassimali (2010) [2] menyebutkan bahwa metode kekakuan  juga  disebut  metode  perpindahan  atau kesetimbangan.  Besaran  kekakuan  suatu  bahan  adalah nilai  modulus  elastisitasnya,  yang  didapat  dengan membagi  tegangan  satuan  yang  diterima  bahan  dengan perubahan  satuan  bentuk  bahan  tersebut.  Kekakuan merupakan  sifat  yang  mampu  meregang  pada  tegangan tinggi tanpa diikuti regangan yang besar. Untuk mencari nilai  kekakuan  struktur  portal  bidang  dapat  digunakan persamaan berikut :
k = 𝑃 𝑑 ---------------------------------------------------------- 1) dimana :   k   = Kekakuan (kg/mm);
P = Beban (kg); dan
d = Perpindahan (mm);

## 3. Metodologi penelitian
3.1 Perencanaan struktur portal bidang
Ada  3  tipe  struktur  portal  bidang  yang  dianalisis pada  penelitian  ini.  Tipe-tipe  tersebut  memiliki  ukuran profil  30/60  mm,  40/80  mm,  dan  50/100  mm  dengan ketebalan 1 mm mutu BJ37 dengan tinggi dan lebar portal bidang 800 mm dari ujung ke ujung.

## Gambar 3 Desain benda uji portal bidang

## Tabel 1 Tipe benda uji portal bidang
Portal Bidang Ukuran Profil Baja Hollow (mm) PBK-A 30 x 60 PBK-B 40 x 80 PBK-C 50 x 100

## 3.2 Pemotongan baja hollow
Tahap  awal  dari  pembuatan  benda  uji  portal bidang  dimulai  dengan  pemotongan  profil  baja hollow menggunakan gerinda. Profil baja hollow yang dipotong berukuran 30/60 mm, 40/80 mm, dan 50/100 mm dengan tebal 1 mm untuk perakitan total 3 benda uji portal bidang dengan tinggi dan lebar portal 800 mm. Untuk satu benda uji portal bidang dibutuhkan 4 batang baja hollow dengan panjang 800 mm.

## 3.3 Pengecoran dan pengisian mortar
Pengecoran  mortar  diawali  dengan  memasukkan material  pasir,  semen,  air,  dan viscocrete-10 ke  dalam concrete mixer. Biarkan concrete mixer berputar sampai material  tersebut  tercampur  secara  merata.  Selanjutnya mortar diisi ke dalam lubang baja hollow secara manual hingga mortar memenuhi lubang baja hollow . Salah satu ujung  baja hollow ditutup  agar  mortar  tidak  keluar  dari lubang sampai mengeras.

## 3.4 Perawatan benda uji
Perawatan  benda  uji  portal  bidang  dilakukan dengan  cara  dicat  dan  metode water  curing .  Benda  uji portal  bidang  ditutup  dengan  goni  yang  selanjutnya disiram dengan air secara rutin selama 21 hari. Perawatan ini  dilakukan  di  Laboratorium  Konstruksi  dan  Bahan Bangunan Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala.

## 3.5 Perangkaian portal bidang baja hollow
Setelah mortar mengeras dan dilakukan perawatan selama  21  hari,  pada  setiap  ujung  batang  baja hollow dipotong dengan sudut kemiringan 45º, kemudian antara satu  batang  dengan  batang  lainnya  dilas  sesuai  dengan perencanaan  sehingga  membentuk  benda  uji  portal bidang.  Pada  setiap joint ditambahkan  pelat  buhul  pada kedua  sisi,  dengan  tujuan  untuk  menghindari  kegagalan joint dan untuk menambah kekuatan pada sambungan.

## 3.6 Pengujian pembebanan portal bidang
Pengujian  pembebanan  portal  bidang  dilakukan diatas load  frame dengan  cara  diberikan  beban  terpusat arah horizontal menggunakan load cell 50 ton. Pengujian dilakukan setelah benda uji portal bidang berumur 28 hari. Pada saat pengujian pembebanan portal bidang digunakan LVTD sebanyak  4  buah  untuk  pembacaan  perpindahan ( displacement ).  Pembacaan  dengan  alat  LVDT  tercatat pada  data logger. Set-up LVDT  pada  portal  bidang ditunjukan pada Gambar 3.5.
Gambar 4 Set-up benda uji portal bidang

## 3.5 Analisis Data

## 3.5.1  Analisis kapasitas portal bidang
Tinjauan  dari  kapasitas  berupa  beban  dan perpindahan  dari  benda  uji  portal  bidang,  yaitu  dengan menggunakan  grafik  hubungan  beban-perpindahan. Kapasitas  struktur  dapat  dilihat  dari  besarnya  beban maksimum  yang  mampu  dipikul  oleh  struktur  portal bidang.

## 3.5.2  Analisis kekakuan portal bidang
Kekakuan  pada  struktural  dapat  diperoleh  dari hasil  pengujian  pembebanan,  berupa  grafik  hubungan beban  dan  perpindahan.  Kekakuan  diperoleh  dari  rasio
perbandingan  antara  beban  yang  diterima  portal  bidang dengan  perpindahan  yang  terjadi  ketika  portal  bidang diberikan beban.

## 4. Hasil dan pembahasan
4.1 Hasil pengujian kuat tarik baja hollow Dari  data  hasil  pengujian  kuat  tarik  baja hollow digunakan  persamaan  untuk  memperoleh  nilai  tegangan leleh ( 𝜎 𝑦 ), regangan leleh ( 𝜀 𝑦 ) dan modulus elastisitas (E) baja hollow yang digunakan pada penelitian ini. Benda uji dibuat  sesuai  standar  SNI  8389-2017  “Cara  Uji  Tarik Logam”  [9]  di  Laboratorium  Konstruksi  dan  Bahan Bangunan  (LKBB)  Fakultas  Teknik  Universitas  Syiah Kuala.  Data  hasil  pengujian  diperlihatkan  pada  tabel berikut.
Tabel 2 Hasil Perhitungan Uji Tarik Baja Hollow Benda Uji Tegangan Leleh (MPa) Regangan Leleh Modulus Elastisitas (MPa) (a) (b) (c) (d) = (b) / (c) Hollow 240 0,0012 200.000

## 4.2 Hasil pengujian kuat tekan kubus mortar
Pada  setiap  benda  uji  portal  bidang  dilakukan pengujian  kuat  tekan  kubus  sebanyak  3  buah,  dengan jumlah 9 kubus untuk 3 benda uji portal bidang. Pengujian kuat  tekan  ini  dilakukan  sebagai  kontrol  terhadap  mutu mortar  yang  digunakan  sebagai  bahan pengisi  pada  baja hollow portal  bidang.  Pengujian  ini  dilakukan  ketika benda uji berumur 7, 14 dan 28 hari. Hasil data pengujian kuat tekan kubus mortar dapat tabel berikut.
Tabel 3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Benda Uji Kubus Mortar
No. Berat (W) Beban (P) Kuat Tekan (f`cu) Kuat Tekan (f'cu) Umur Kubus (kg) (kg) (MPa) (MPa) hari A 0,136 11000 35,888 33,551 7 B 0,122 10000 33,213 C 0,122 9500 31,553 A 0,312 12000 38,308 38,408 14 B 0,326 13500 42,283 C 0,314 11500 34,634 A 0,318 11000 33,815 40,020 28 B 0,28 14300 48,484 C 0,284 10700 37,759

## 4.3 Hasil pengujian portal bidang
Pada  pengujian  laboratorium  ini  terdiri  dari  tiga benda uji portal  bidang, yaitu benda uji PBK-A (30/60), PBK-B  (40/80)  dan  PBK-C  (50/100).  Menurut pengamatan hasil  pengujian,  setiap  variasi ukuran  profil portal  bidang  komposit  mengalami  kehancuran  pada elemen  kolom.  Dikarenakan  beban  yang  bekerja  beban terpusat  pada  arah  horizontal,  sehingga  elemen  kolom menghasilkan momen yang lebih besar.
4.3.1  Benda uji PBK-A (30/60)

## Gambar 5 Grafik beban-perpindahan struktur PBK-A
Pembacaan data beban-perpindahan menggunakan DIAL  2.  Beban  maksimum  yang  terjadi  pada  PBK-A yaitu  sebesar  0,71  ton.  Perpindahan  yang  terjadi  ketika beban maksimum tercapai sebesar 23,45 mm.
4.3.2  Benda uji PBK-B (40/80)

## Gambar 6 Grafik beban-perpindahan struktur PBK-B
Pembacaan data beban-perpindahan menggunakan DIAL  2.  Beban  maksimum  yang  terjadi  pada  PBK-A yaitu  sebesar  1,28  ton.  Perpindahan  yang  terjadi  ketika beban maksimum tercapai sebesar 40,41 mm.

## 4.3.3  Benda uji PBK-C (50/100)

## Gambar 7 Grafik beban-perpindahan struktur PBK-C
Pembacaan data beban-perpindahan menggunakan DIAL  2.  Beban  maksimum  yang  terjadi  pada  PBK-A yaitu  sebesar  2,01  ton.  Perpindahan  yang  terjadi  ketika beban maksimum tercapai sebesar 37,64 mm.

## 4.3.4  Hasil perhitungan teoritis portal bidang
Beban maksimum yang diperoleh PBK-A (30/60) sebesar 651,588 kg dengan perpindahan struktur sebesar 7,675  mm.  Pada  PBK-B  (40/80)  diperoleh  beban maksimum  sebesar  1205,307  kg  dengan  perpindahan struktur  sebesar  5,521  cm.  Sedangkan  nilai  beban maksimum PBK-C (50/100) adalah 1967,552 kg dengan perpindahan  struktur  sebesar  4,358  mm.  Dari  hasil perhitungan teoritis yang telah dijabarkan, dapat diambil hipotesa awal bahwa semakin besar ukuran profil benda uji  portal  bidang  yang  digunakan,  nilai  kapasitas  daya dukung yang mampu diterima juga semakin meningkat.

## 4.4 Analisis  kapasitas  portal  bidang  hasil pengujian
Gambar  8  Perbandingan  Beban-Perpindahan  Struktur Maksimum Profil 30/60, 40/80 dan 50/100 pada LVDT 2
Tabel 4 Rasio Nilai Kapasitas Portal Bidang Komposit
Profil Benda Uji Beban Maksimum (ton) Perpindahan (mm) Rasio Nilai Kapasitas Terhadap Profil 30/60 30/60 0,71 23,45 1 40/80 1,28 40,41 1,803 50/100 2,01 37,64 2,831
Benda  uji  portal  bidang  profil  40/80  mengalami kenaikan nilai beban dengan rasio sebesar 1,803 terhadap benda uji portal bidang profil 30/60. Untuk portal bidang profil  50/100  juga  mengalami  kenaikan  nilai  beban dengan  rasio  sebesar  1,57  terhadap  benda  uji  portal bidang  profil  40/80  dan 2,831  terhadap  benda  uji  portal bidang  profil  30/60.  Dengan  data  yang  diperoleh  dapat diambil  kesimpulan  bahwa  semakin  besar  ukuran  profil benda  uji,  maka  semakin  besar  nilai  kapasitas  struktur yang mampu dipikul oleh benda uji.
4.5 Perbandingan  kapasitas hasil perhitungan teoritis dengan hasil pengujian laboratorium
Setelah  diperoleh  hasil  perhitungan  secara teoritis  dan  hasil  pengujian  laboratorium  seperti  yang telah dijabarkan pada hasil, nilai kapasitas keduanya akan direkap untuk memperoleh data perbandingan. Perbandingan  hasil  perhitungan  secara  teoritis  dan  hasil pengujian  laboratorium  untuk  benda  uji  portal  bidang profil 30/60, 40/80 dan 50/100 ditampilkan pada gambar berikut.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 10 20 30 40 50 60 70 B eb an (t f) Perpindahan (mm) Dial 1 Dial 2 Dial 3 Dial 4 23,45 ; 0,71 23,66 ; 0,71 11,055 ; 0,71 10,77 ; 0,71 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 10 20 30 40 50 60 70 B e b an (t f) Perpindahan (mm) Dial 1 Dial 2 Dial 3 Dial 4 40,41 ; 1,28 39,65 ; 1,28 17,98 ; 1,28 19,08 ; 1,28
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 10 20 30 40 50 60 70 B e b an (t f) Perpindahan (mm) Dial 1 Dial 2 Dial 3 Dial 4 37,64 ; 2,01 35,23 ; 2,01 15,84 ; 2,01 17,03 ; 2,01 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 10 20 30 40 50 60 70 B eb an (t f) Perpindahan (mm) 30/60 40/80 50/100 37,64 ; 2,01 40,41 ; 1,28 23,45 ; 0,71
Gambar 9 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan Teoritis dan Hasil Pengujian Laboratorium PBK-A
Gambar 10 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan Teoritis dan Hasil Pengujian Laboratorium PBK-B
Gambar 11 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan Teoritis dan Hasil Pengujian Laboratorium PBK-C
Perhitungan  kapasitas  secara  teoritis  dianggap elastis sempurna, sehingga nilai kapasitas terus meningkat secara  linier.  Sedangkan  untuk  hasil  pengujian laboratorium  tidak  elastis  sempurna.  Untuk  hasil pengujian  pada tahap awal pembebanan  portal  melewati batas  elastis,  kemudian memasuki  daerah  plastis  sampai keadaan beban maksimum hingga mengalami kegagalan struktur.
Nilai  kapasitas  pada  hasil  pengujian  pada  saat batas  elastis  berada  pada  garis  yang  sama  dengan perhitungan  teoritis  sampai  pada  beban  tertentu.  Hal tersebut terjadi ketika hasil pengujian portal bidang masih pada daerah  elastis, nilai  kapasitas  keduanya  meningkat secara linier Secara berturut-turut profil 30/60, 40/80 dan 50/100 mengalami beban-perpindahan yang sama antara perhitungan teoritis dengan pengujian laboratorium pada beban  70  kg,  480  kg  dan  610  kg  dengan  perpindahan sebesar 0,9 mm, 2,22 mm. dan 1,36 mm.

## 4.6 Analisis  kekakuan  struktur  portal  bidang teoritis dan hasil pengujian
Nilai  kekakuan  struktur  portal  bidang  dianalisis pada  batas  elastis  dan  beban  maksimum.  Pada perhitungan  teoritis  perhitungan  benda  uji  dianggap elastis  sempurna,  sehingga  nilai  kekakuan  pada  batas elastis  dan  beban  maksimum  nilainya  mendekati  atau sama.  Sedangkan  untuk  hasil  pengujian  dianalisis  pada keduanya.  Karena  pada  hasil  pengujian  portal  bidang tidak pada keadaan elastis sempurna.
Tabel  5  Rasio  Nilai  Kekakuan  Portal  Bidang  Pada Batas Elastis
Profil Benda Uji Kekakuan Perhitungan Teoritis (kg/mm) Kekakuan Hasil Pengujian (kg/mm) Rasio Nilai Kekakuan Terhadap Teoritis 30/60 84,897 77,778 0,916 40/80 218,313 216,216 0,99 50/100 451,48 448,559 0,993
Tabel  6  Rasio  Nilai  Kekakuan  Portal  Bidang  Pada Beban Maksimum
Profil Benda Uji Kekakuan Perhitungan Teoritis (kg/mm) Kekakuan Hasil Pengujian (kg/mm) Rasio Nilai Kekakuan Terhadap Teoritis 30/60 84,897 30,277 0,357 40/80 218,313 31,675 0,145 50/100 451,48 53,401 0,003
Berdasarkan pada tabel rasio nilai kekakuan portal bidang hasil pengujian terhadap perhitungan teoritis pada batas  elastis.  Pada  portal  bidang  profil  30/60  memiliki rasio  nilai  kekakuan  sebesar  0,916,  untuk  portal  bidang profil  40/80  memiliki  rasio  nilai  kekakuan  sebesar  0,99 dan untuk portal bidang profil 50/100 memiliki rasio nilai kekakuan  sebesar  0,993.  Dengan  data  yang  diperoleh dapat  diambil  kesimpulan  bahwa,  untuk  nilai  kekakuan pada  batas  elastis,  memiliki  nilai  rasio  kecocokan  yang tinggi.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  perhitungan  pada batas elastis mengalami kesesuaian.
Dapat dilihat pada tabel rasio nilai kekakuan portal bidang hasil pengujian terhadap perhitungan teoritis pada beban  maksimum.  Pada  portal  bidang  profil  30/60 memiliki rasio nilai kekakuan sebesar 0,357, untuk portal bidang profil 40/80 memiliki rasio nilai kekakuan sebesar 0,145  dan  untuk  portal  bidang  profil  50/100  memiliki rasio  nilai  kekakuan  sebesar  0,003.  Berdasarkan  rasio nilai  kekakuan  yang  telah  dijabarkan,  dapat  diambil kesimpulan bahwa hanya sebagian kecil yang mengalami kecocokan.  Hal  itu  dikarenakan  ketika  dilapangan struktur  bekerja  tidak  selalu  pada  keadaan  elastis sempurna.

## 5. Kesimpulan
Kesimpulan dari hasil pengujian portal bidang baja hollow yang diisi mortar FAS 0,4 dengan variasi ukuran profil adalah sebagai berikut:
1. Perbandingan  nilai  kapasitas  portal  bidang memiliki nilai yang sama sampai pada satu titik. Untuk  profil  30/60  memiliki  nilai  yang  sama
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 10 20 30 40 50 60 B eb an (t f) Perpindahan (mm) Teoritis LVDT 2 0,9;0,07 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 10 20 30 40 50 60 B eb an (t f) Perpindahan (mm) Teoritis LVDT 2 2,22;0,48 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 10 20 30 40 50 60 B e b an (t f) Perpindahan (mm) Teori… LVDT 2 1,36;0,61
sampai  pada  beban  70  kg  dengan  perpindahan 0,9 mm. Untuk profil 40/80 keduanya memiliki nilai  yang  sama  sampai  pada  beban  480  kg dengan perpindahan 2,22 mm. Sedangkan untuk profil 50/100 keduanya memiliki nilai yang sama sampai pada beban 610 kg dengan perpindahan 1,36 mm.
2. Beban  maksimum  untuk  portal  bidang  30/60 sebesar 0,71 ton dengan perpindahan 23,45 mm. Untuk  portal  bidang  40/80  sebesar  1,28  ton dengan  perpindahan  40,41  mm.  Sedangkan untuk  portal  bidang  50/100  sebesar  2,01  ton dengan perpindahan 37,64 mm. Rasio peningkatan nilai kapasitas profil 40/80 terhadap profil  30/60  sebesar  1,803,  untuk  profil  50/100 terhadap profil 30/60 sebesar 2,831.
3. Rasio  nilai  kekakuan  portal  bidang  hasil pengujian  terhadap  perhitungan  pada  batas elastis  secara  berturut-turut  pada  profil  30/60, 40/80 dan 50/100 sebesar 0,916, 0,99 dan 0,993. Sedangkan  untuk  rasio  nilai  kekakuan  portal bidang  hasil  pengujian  terhadap  perhitungan pada  beban  maksimum  secara  berturut-turut pada  profil  30/60,  40/80  dan  50/100  sebesar 0,357,  0,145  dan  0,003.  Nilai  kekakuan  pada batas  elastis  memiliki  kecocokan  yang  sangat tinggi,  sedangkan  pada  beban  maksimum memiliki kecocokan yang sangat rendah.
4. Kehancuran  benda  uji  balok  30/60  mm,  40/80 mm,  dan 50/100 mm  pada keadaan  yang  sama, yaitu pada kolom portal bidang.
6. Daftar pustaka
[1] Sitompul,  E.,  2009,  Analisa  Struktur  Pada  Plane Frame  dengan  Menggunakan  Metode    Cross  dan Finite  Element  Method,  Tugas  Akhir,  Universitas Sumatera Utara, Medan.
[2] Kassimali, A., 2010, Matrix Analysis of Structures - Second Edition, Cengage Learning, Stamford-USA.
[3] Wibowo,  B.,  2011, Mekanika  Rekayasa  2 ,  Bahan Ajar,  Institut  Teknologi  Sepuluh  November, Surabaya.
[4] Sardika,  L.,  2014,  Kekuatan  Portal  Bidang  ( Plane Frame )  Satu  Pias  Profil  Baja Hollow Berdinding Beton  Ringan  Busa  Dibebani  Beban  Horizontal Dengan  Variasi  Ketebalan  Profil,  Tugas  Akhir, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh.
[5] Setiawan, A., 2013, Perencanan Struktur Baja dengan Metode  LRFD  (Berdasarkan  SNI  03-1729-2002), Penerbit Erlangga, Jakarta.
[6] Wahyuni,  E.,  2011,  Analisis  Struktur  Metode Matriks,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember, Surabaya.
[7] Anonim,  2002,  SNI  03-1729-2002  : Tata  Cara Perencanaan  Struktur  Baja  Untuk  Bangunan Gedung , Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.
[8] Anonim, 2004, SNI 15-2049-2004 : Semen Portland , Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.
[9] Anonim,  2017,  SNI  8389-2017  : Cara  Uji  Tarik Logam , Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.