## KAJIAN EXPERIMENTAL DAN NUMERIK DESAIN PERANCANGAN ELEMEN BATANG PROFIL L BERBAHAN FERROCEMENT SEBAGAI PENGGANTI ELEMEN RANGKA KUDA-KUDA ATAP RINGAN BERBAHAN KAYU ATAU BERBAHAN BAJA
Remigildus Cornelis ( remi_cor@yahoo.com ) *)

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  mengkaji  secara  numerik  dan  eksperimen  desain  rancangan elemen  batang  profil  L  berbahan  ferrocement  sebagai  elemen  pengganti  untuk  rangka batang kuda-kuda kayu untuk atap rumah sederhana. Penelitian ini dilakukan berdasarkan kajian  mekanikal  elemen  batang  profil  L  yang  memungkinkan  untuk  digunakan  pada rangka  kuda-kuda  sederhana.  Kajian  numerik  yang  dilakukan  adalah  menggunakan metode  elemen  hingga  dengan  memanfaatkan  software  ADINA  SAP  2000,  sedangkan kajian  eksperimental  dilakukan  dengan  membuat  model  rangka  kuda-kuda  sederhana. Hasil  kajian  numerik  yang  diperoleh  menunjukkan  bahwa  keruntuhan  material  masih dominan  adalah  keruntuhan  tekan  dimana  tidak  ada  pengaruh  faktor  panjang  elemen belum  dan  diperoleh  Safety  Factor  (SF)>3,0.  Hasil  kajian  menunjukkan  bahwa  hasil kajian  numerik  hampir  mendekati  pengujian  secara  experimental  dimana  untuk  beban ringan, rancangan ini dapat dimungkinkan digunakan untuk  konstruksi  atap atau  rangka batang yang mengalami beban yang kecil (sederhana).
Kata  Kunci  :  Ferosemen,  Elemen  Profil  L,    Rangka  Atap,  Rangka  Batang,  kuat tekan ultimate, kuat tarik ultimate, perkuatan lubang.

## PENDAHULUAN
Teknologi  Ferrocement telah hadir di Indonesia selama lebih dari 30 tahun namun pada awal  munculnya  teknologi  ini  di  Indonesia,  kebanyakan  penerapan  teknologi  tersebut adalah  di  bidang  struktur  laut  (marine  structures)  ataupun  pembuatan  kapal  (Frick  dan Koesmartadi  1999).  Namun  sejak  tahun  1978  penerapan  Teknologi  Ferrocement  telah dilakukan  pada  berbagai  bidang  seperti  bangunan  monumental,  rumah  dan  struktur irigasi. Semua penerapan teknologi yang pernah dilakukan di Indonesia tersebut memakai system  pelaksanaan  (pembangunan)  cast  in  situ/dibuat  ditempat  hingga  tahun  2000 (Djausal  dkk  2000).  Sejak  tahun  2005  di  Indonesia  teknologi  ferosemen  telah diperkenalkan  pembuatannya  dengan  menggunakan  system  prefabricated  /  knock  down (bongkar pasang) pada pembuatan rumah ferosemen oleh Masdar Helmi dan tim UNILA (Masdar  Helmi  2007).  Lebih  lanjut  Djausal  dkk  (2000)  menyatakan  bahwa perkembangan  Teknologi  Ferrocement  pada  beberapa  daerah  di  Indonesia  didasarkan
pada  penerapan  di  lapangan  dan  meneliti  sejauh  mana  keuntungannya  pada pengembangan masyarakat.
Teknologi  Ferosemen  merupakan  teknologi  yang  aktraktif.  Pada  penelitian sebelumnya  yang  dilakukan  oleh  Partogi  Hasudungan  Simatupang  (Partogi  H Simatupang  dkk  2007)  telah  berhasil  membuat  panel  ferosemen  yang  kedap  air  dengan ketebalan 4 cm dengan karakteristik tekan dan lentur yang baik. Selain ferosemen dapat dibuat  dalam  bentuk  elemen  dinding  tipis,  Jean  Louis  Lambot  pada  tahun  1850  telah menyatakan  bahwa  ferosemen  dapat  digunakan  untuk  mengganti  elemen  yang  terbuat dari  kayu  ataupun  baja  karena  dapat  dibuat  dalam  bentuk  beranekaragam  (ACI Committee 549 1997).
Menurut  Frick  dan  Setiawan  (2001),  seorang  insinyur  teknik  sipil  haruslah bersikap  etis  dan  penuh  tanggung  jawab  terhadap  isu-isu  lokal  setempat  (isu  yang berkembang  dalam  masyarakat)  dalam  menghasilkan  produk  rancangan  dan konstruksinya. Dalam hal ini, isu setempat (secara khusus untuk Propinsi Nusa Tenggara) yang  terjadi  adalah  :  1)  sulitnya  mendapat  bahan  baku  kayu  yang  berakibat  pada mahalnya  harga  kayu  apalagi  dengan  adanya  pembatasan  penebangan  kayu  sebagai respons terhadap isu lingkungan  yang berkembang belakangan ini ( isu global warming yang telah dicanangkan di Bali belum lama ini), 2) rendahnya pendapatan dan daya beli masyarakat,  dan  3)  sulitnya  mendapat  produksi  elemen  baja,  dimana  baja  umumnya didatangkan dari Surabaya ke Propinsi NTT sehingga harganya sangat mahal.
Oleh karena itu,  diperlukan suatu elemen pengganti  yang terbuat dari bahan lain untuk  mengganti  elemen  gording  dan  rangka  atap  yang  berbahan  kayu  ataupun  baja dengan  tujuan  mendapatkan  biaya  konstruksi  yang  lebih  murah  dan  lebih  ramah lingkungan.  Untuk  itulah  penelitian  ini  akan  dilakukan  dengan  judul  “  Kajian Experimental  dan  Numerik  Desain  Perancangan  Elemen  Batang  Profil  L  Berbahan Ferrocement sebagai Pengganti Elemen Rangka Kuda-Kuda Atap Ringan Berbahan Kayu Atau Berbahan Baja”.
Untuk  membentuk  struktur  rangka  batang  nantinya  digunakan  jumlah  lapis  wiremesh sebanyak 4 lapis. Sehingga persamaan reduksi tegangan tekan yang diberikan adalah :
fc (Mpa) = -0,3796 (L) + 49,484 ......... (2)
dimana : L dalam satuan (cm)

## Model Sambungan, Elemen serta Struktur Rangka Batang
Dengan  mempelajari  keruntuhan  tarik  dan  tekan  pada  penelitian  tahun  2009  dan  hasil pada  penelitian  tahun  2010,  maka  dirancang  model  elemen  batang  bentuk  L  sebagai berikut.

## Gambar 1.15 Detail tampak depan profil L yang dirancang
sebagai elemen rangka batang
Gambar 1.16 Pelat baja tebal 2 mm yang dipersiapkan untuk kepala elemen Profil L Adapun struktur rangka batang yang dipersiapkan nantinya ada 2 model, yaitu (1) model- 1  menggunakan  panjang  elemen  0,4  m  dan  (2)  model-2  menggunakan  panjang  elemen 0,8 m seperti terlihat pada gambar berikut.
( a ) Model-1 dengan panjang elemen = 0,4 m
( b ) Model-1 dengan panjang elemen = 0,8 m
Gambar 1.17 Model Struktur Rangka Batang Profil L yang diuji

## VALIDASI DAN ANALISA NUMERIK ELEMENTAL

## 1 Strategi dan Proses Simulasi Uji Beban dengan ADINA
Penjelasan  strategi  dan  proses  simulasi  uji  beban  hingga  runtuh  dengan  menggunakan ADINA pada elemen Plane Stress Analysis  untuk mensimulasi keruntuhan lentur-geser pada  balok  beton  bertulang  telah  diberikan  oleh  Dewobroto  2005.  Strategi  dan  proses tersebut juga digunakan dalam model pada penelitian ini. Beberapa tambahan strategi dan proses  simulasi  uji  beban  hingga  runtuh  dengan  ADINA  pada  penelitian  ini  diberikan sebagai berikut :
Triaksial failure curve yang digunakan adalah default dari ADINA  yaitu Method Kupfer. Hal ini berguna untuk merubah parameter uni-aksial beton/mortar seperti yang  diinputkan  sebelumnya  dapat  menjadi  parameter  multi-aksial,  sehingga dengan  sendirinya  material  beton  tersebut  dapat  digunakan  untuk  memodelkan keruntuhan beton dalam 2 dimensi bahkan 3 dimensi.
Parameter yang bersifat engineering judgement untuk menentukan material failure envelopes  atau  batas  keruntuhan  suatu  material  dalam  kondisi  tegangan  multi- aksial, termasuk keruntuhan tarik (tensile) atau tekan (crushing), berdasarkan data
uni-aksial.  Nilai-nilai  tersebut  yang  digunakan  adalah  default  dari  program ADINA (Dewobroto 2005).
Parameter  yang  berkaitan  dengan  tensile  failure  envelope  atau  batas  keruntuhan tarik pada beton. Keruntuhan tarik terjadi jika tegangan tarik pada arah tegangan utama  melebihi  tegangan  runtuh  tarik.  Pada  kasus  tersebut  dianggap  bahwa bidang  runtuh  terjadi  pada  arah  tegak  lurus  dari  arah  tegangan  utama  tersebut. Pengaruh dengan adanya keruntuhan material tersebut maka kekakuan normal dan geser dan tegangan yang melintas pada bidang runtuh tersebut akan berkurang dan kindisi  tegangan  bidang  dianggap  akan  timbuk  pada  bidang  keruntuhan  tarik tersebut (Dewobroto 2005). Untuk penelitian ini juga digunakan nilai default dari ADINA.
Meshing  yang  dilakukan  pada  model  digunakan  Complete  Model  dengan pembagian  5  buah  tiap  surface.  Oleh  karena  itu  dimensi  tiap  meshing  berbeda- beda  tiap  model.  Namun  perbedaan  tersebut  tidak  cukup  signifikan  memberikan perbedaan.
Sementara,  proses  simulasi  keruntuhan  model  struktur  beton  yang  dibebani sampai  runtuh  akan  menemukan  hal-hal  sulit  bila  masuk  pada  bagian  yang bersifat  non-linear  khususnya  akibat  terjadinya  retak  dan  crushing  pada  beton (Dewobroto  2005).  Oleh  karena  itu  pembebanan  (yang  dalam  hal  ini  beban tegangan  (pressure))  diberikan  bertahap  secara  otomatis  dimana  besar pertambahan beban tegangan (pressure) tersebut berbeda untuk kondisi tekan dan tarik. Kondisi tarik karena brittle dan tegangan ultimate runtuhnya lebih kecil dari kondisi  tekan,  maka  secara  logis  pertambahan  tegangan  untuk  tarik  lebih  kecil. Dalam  penelitian  ini  digunakan ∆σ tekan =    0.20  MPa.    Selain  itu,  baik  pada kondisi  tekan  maupun  kondisi  tarik,  model  pada  penelitian  ini  menggunakan control time function dan control time step. Digunakan fungsi linear dengan nilai maksimum time function value=250 dan nilai maksimum time=250.
Untuk  mendapatkan  konvergensi  dari  kekakuan  elemen  yang  non-linear  maka dipakai  iterasi  Newton-Raphson  dengan  fasilitas  Line  Searching.  Hal  ini digabungkan dengan penggunaan ATS (Automatic Time Stepping) dengan tujuan jika  terjadi  pembebanan  incremental  mengalami  kegagalan,  maka  pertambahan
beban  akan  diskalakan  dengan  sendirinya  oleh  ADINA  untuk  menghasilkan kondisi yang konvergen. Cara ini telah ditunjukkan telah berhasil bekerja dengan baik  saat  mensimulasi  keruntuhan  lentur Dewobroto 2005.
Untuk  mendapatkan  karateristik  tekan  dan  tarik  dari  masing model, digunakan input titik dalam hal ini digunakan titik analisa yaitu titik No. (berada  pada  sisi  atas  elemen).  Output  yang  didapat  adalah (displacement dan tegangan arah zz). Karakteristik grafik yang  diperbandingkan.  P tersebut  merupakan  nilai  rata dalam ADINA.

## 2 Analisa Numerik FEM dengan ADINA
Analisa Numerik FEM (Finite Element Method)
Gambar 1.18 Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 45 cm
Gambar 1.19 Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 45 cm
beban  akan  diskalakan  dengan  sendirinya  oleh  ADINA  untuk  menghasilkan kondisi yang konvergen. Cara ini telah ditunjukkan telah berhasil bekerja dengan baik  saat  mensimulasi  keruntuhan  lentur-geser  pada  balok  beton  bertulang  oleh
Untuk  mendapatkan  karateristik  tekan  dan  tarik  dari  masing
, digunakan input titik dalam hal ini digunakan titik analisa yaitu titik No.
(berada  pada  sisi  atas  elemen).  Output  yang  didapat  adalah
(displacement dan tegangan arah zz). Karakteristik grafik ∆ zz dan yang  diperbandingkan.  Perlu  ditambahkan  besaran  tegangan  dan  displacement tersebut  merupakan  nilai  rata-rata  (averaged)  yang  merupakan  salah  satu  option

## dengan ADINA
Analisa Numerik FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 45 cm.
Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 45 cm
Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 45 cm
beban  akan  diskalakan  dengan  sendirinya  oleh  ADINA  untuk  menghasilkan kondisi yang konvergen. Cara ini telah ditunjukkan telah berhasil bekerja dengan
geser  pada  balok  beton  bertulang  oleh
Untuk  mendapatkan  karateristik  tekan  dan  tarik  dari  masing-masing  specimen
, digunakan input titik dalam hal ini digunakan titik analisa yaitu titik No.99 (berada  pada  sisi  atas  elemen).  Output  yang  didapat  adalah ∆ zz dan σ zz dan σ zz .tiap elemen erlu  ditambahkan  besaran  tegangan  dan  displacement )  yang  merupakan  salah  satu  option
Elemen Panjang 45 cm.
Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 45 cm
Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 45 cm
Gambar 1.20. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental
Terlihat  pada  Gambar  5.20  bahwa  analisa  numerik  FEM  (Finite  Element  Method) tersebut memiliki regangan yang lebih tinggi namun tegangan yang moderat. Oleh karena itu,  kekakuan  elemen  yang  dihasilkan  juga  moderat  dibandingkan  dengan  hasil ekperimental. Hal ini dimu plane  stress  Solid  2  Dimensi.  Analisa  FEM  tidak  mengakomodasi  adanya  jumlah  lapis wiremesh.
Analisa Numerik FEM (Finite Element Method)
Gambar 1.21 Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 30 cm
Gambar 1.22 Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 30 cm
0 5 10 15 20 25 30 35 0 Te g a n g a n ( M p a )
Dosen Teknik Sipil Universitas Nusa Cendana
. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental Elemen 45 cm.
pada  Gambar  5.20  bahwa  analisa  numerik  FEM  (Finite  Element  Method) tersebut memiliki regangan yang lebih tinggi namun tegangan yang moderat. Oleh karena itu,  kekakuan  elemen  yang  dihasilkan  juga  moderat  dibandingkan  dengan  hasil ekperimental. Hal ini dimungkinkan karena analisa FEM  yang digunakan adalah analisa plane  stress  Solid  2  Dimensi.  Analisa  FEM  tidak  mengakomodasi  adanya  jumlah  lapis
Analisa Numerik FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 30
Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 30 cm
Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 30 cm
0,005 0,01 0,015
regangan (mm/mm)
5 lapis 4 lapis 3 lapis analisis
. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental,
pada  Gambar  5.20  bahwa  analisa  numerik  FEM  (Finite  Element  Method) tersebut memiliki regangan yang lebih tinggi namun tegangan yang moderat. Oleh karena itu,  kekakuan  elemen  yang  dihasilkan  juga  moderat  dibandingkan  dengan  hasil
ngkinkan  karena analisa FEM  yang digunakan adalah analisa plane  stress  Solid  2  Dimensi.  Analisa  FEM  tidak  mengakomodasi  adanya  jumlah  lapis
30 cm.
Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 30 cm
Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 30 cm
5 lapis 4 lapis 3 lapis analisis-FEM
Gambar 1.23. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental,
Terlihat  pada  Gambar  5.23  bahwa  analisa  numerik  FEM  (Finite  Element  Method) tersebut  memiliki  regangan  yang  lebih  tinggi  namun  tegangan  yang  hampir  mendekati hasil  eksperimental  untuk  wiremesh  3  dan  5  lapis.  Oleh  karena  itu,  kekakuan  elemen yang dihasilkan juga hampir sama dibandingkan dengan hasil ekperimental, khusus untuk wiremesh 3 dan 5 lapis.
Analisa Numerik FEM (Finite Element Method)
Gambar 1.24 Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 15 cm
0 10 20 30 40 50 0 Te g a n g a n ( M p a )
. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental,
Elemen 30 cm.
Terlihat  pada  Gambar  5.23  bahwa  analisa  numerik  FEM  (Finite  Element  Method) tersebut  memiliki  regangan  yang  lebih  tinggi  namun  tegangan  yang  hampir  mendekati
untuk  wiremesh  3  dan  5  lapis.  Oleh  karena  itu,  kekakuan  elemen n juga hampir sama dibandingkan dengan hasil ekperimental, khusus untuk
Analisa Numerik FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 15
Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 15 cm
0,005 0,01
0,015
regangan (mm/mm) 4 lapis
3 lapis
5 lapis
analisa
. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental,
Terlihat  pada  Gambar  5.23  bahwa  analisa  numerik  FEM  (Finite  Element  Method) tersebut  memiliki  regangan  yang  lebih  tinggi  namun  tegangan  yang  hampir  mendekati
untuk  wiremesh  3  dan  5  lapis.  Oleh  karena  itu,  kekakuan  elemen n juga hampir sama dibandingkan dengan hasil ekperimental, khusus untuk
15 cm.
Model Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 15 cm
4 lapis 3 lapis 5 lapis analisa-FEM
Gambar 1.25 Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 15 cm
Gambar 1.26. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental,
Terlihat  pada  Gambar  1 tersebut  memiliki  regangan  dan  tegangan  yang  hampir  mendekati  hasil  eksperimental untuk  wiremesh  3  dan  5  lapis.  Oleh  karena  itu,  kekakuan  elemen  yang  dihasilkan  juga hampir  sama  dibandingkan  dengan  hasi lapis.
Perlu  ditekankan  bahwa  tegangan  tarik  material  yang  dimodelkan  adalah  sama  untuk semua elemen dimana digunakan Model Tensien dimana besar tegangan tarik pasca retak sekitar  50%  dari  tegangan  tarik  maksi karakteristik tarik material, maka diasumsikan tegangan  tekan  material.  Dan  perlakuan  ini  dibuat  sama  untuk  semua  elemen  di  atas (elemen panjang 45 cm, 30 cm dan 15 cm). It
0 5 10 15 20 25 30 35 0 0,002 Te g a n g a n ( M p a )
Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 15 cm
. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental,
Elemen 15 cm.
1.26  bahwa  analisa  numerik  FEM  (Finite  Element  Method) tersebut  memiliki  regangan  dan  tegangan  yang  hampir  mendekati  hasil  eksperimental untuk  wiremesh  3  dan  5  lapis.  Oleh  karena  itu,  kekakuan  elemen  yang  dihasilkan  juga hampir  sama  dibandingkan  dengan  hasil  ekperimental,  khusus  untuk  wiremesh  3  dan  5
Perlu  ditekankan  bahwa  tegangan  tarik  material  yang  dimodelkan  adalah  sama  untuk semua elemen dimana digunakan Model Tensien dimana besar tegangan tarik pasca retak sekitar  50%  dari  tegangan  tarik  maksimum.  Sementara,  karena  tidak  dilakukan  uji karakteristik tarik material,  maka diasumsikan  tegangan tarik ultimate tegangan  tekan  material.  Dan  perlakuan  ini  dibuat  sama  untuk  semua  elemen  di  atas (elemen panjang 45 cm, 30 cm dan 15 cm). Itulah sebabnya mengapa keruntuhan tekuk
0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 regangan (mm/mm) 3 lapis 5 lapis
analisa
Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) Elemen Panjang 15 cm
. Hasil Analisa FEM (Finite Element Method) vs Eksperimental,
.26  bahwa  analisa  numerik  FEM  (Finite  Element  Method) tersebut  memiliki  regangan  dan  tegangan  yang  hampir  mendekati  hasil  eksperimental untuk  wiremesh  3  dan  5  lapis.  Oleh  karena  itu,  kekakuan  elemen  yang  dihasilkan  juga l  ekperimental,  khusus  untuk  wiremesh  3  dan  5
Perlu  ditekankan  bahwa  tegangan  tarik  material  yang  dimodelkan  adalah  sama  untuk semua elemen dimana digunakan Model Tensien dimana besar tegangan tarik pasca retak mum.  Sementara,  karena  tidak  dilakukan  uji tegangan tarik ultimate sebesar 10%  dari tegangan  tekan  material.  Dan  perlakuan  ini  dibuat  sama  untuk  semua  elemen  di  atas ulah sebabnya mengapa keruntuhan tekuk
3 lapis 5 lapis analisa-FEM
elemen  berdasarkan  panjang  elemen  kurang  dapat  dimodelkan.  Namun,  model  analisa numerik  FEM  dengan  menggunakan  software  ADINA  ini  mampu  mendekati  hasil eksperimental  untuk  panjang  elemen  yang  lebih  kecil  (contohnya  15  cm).  Karena  jelas sekali  bahwa  keruntuhan  yang  terjadi  adalah  keruntuhan  material.  Untuk menyempurnakan model analisa numerik ini di masa mendatang, kiranya perlu dilakukan uji karakteristik tarik material mortar.

## PEMBUATAN STRUKTUR RANGKA BATANG DAN ANALISA NUMERIK

## 1 Proses Pembuatan Elemental Struktur Rangka Batang
Pembuatan  struktur  rangka  batang,  didahului  dengan  cara  coba-coba  dalam  pembuatan bekestingnya.  Sehingga  pada  akhirnya  didapatkan  model  pencetakan  yang  baik  dan praktis  dengan  harapan  nantinya  dapat  menjadi  pattern  pada  industry  kecil  dan menengah. Gambar 5.27 berikut merupakan prototype cetakan yang diusulkan.
Gambar 1.27 Prototipe Cetakan yang diusulkan untuk membuat elemen struktur rangka batang Ferosemen
A B
Cetakan  ini  terdiri  dari  2  bagian  utama  yaitu,  bagian  (A)  adalah  elemen  dinamis  dan bagian  (B)  adalah  elemen  statis.  Elemen  dinamis  adalah  elemen  yang  dapat  digerakkan dari  pangkal  hingga  ujung  lainnya  berdasarkan  tahapan  pengecoran  yang  berlangsung. Sedangkan bagian statis adalah bagian  yang tetap selama proses pengecoran. Hubungan antara  bagian  statis  dan  dinamis  harus  presisi  (ketelitian  tinggi)  karena  selama  proses pengecoran dari ujung satu ke ujung  yang lain tidak terganggu. Bagian dinamis dikunci untuk setiap tahapan pengecoran  yang direncanakan. Dalam hal ini dilakukan 2 tahapan pengecoran  tiap  elemennya.  Proses  pengecorannya  dilaksanakan  bersamaan  dengan proses pemadatan yaitu dalam hal ini dilakukan dengan cara meja getar.

## Gambar 1.28 Proses akhir pengecoran dan hasil akhir pengecoran

## 2 Proses Perakitan dan Pengujian Struktur Rangka Batang
Proses  perakitan  dapat  dilakukan  setelah  elemen  berumur  28  hari.  Perakitan  dilakukan dengan  memberikan  sambungan  baut,  dimana  joint  antar  elemen  dilakukan  dengan bantuan  pelat  titik  buhul.  Tiap  ujung  elemen  disambung  dengan  hanya  1  (satu)  baut berukuran diameter 6 mm. Sementara tebal pelat buhul sama dengan pelat ujung elemen yaitu tebal 2 mm.

## Gambar 1.29 Proses Perakitan Elemen Struktur Rangka Batang
Sementara  proses  pengujian  dilakukan  dengan  memberikan  beban  berupa  pasir  yang ditambahkan  secara  bertahap  hingga  struktur  rangka  batang  hancur  ataupun  lendutan telah mencapai lendutan ijin. Perancangan pengujian seperti pada Gambar 5.30.
Gambar 1.30 Metode Pengujian Struktur Rangka Batang

## 3 Analisa Numerik Struktur Rangka Batang
Struktur  rangka  batang  yang  dihasilkan  selanjutnya  dianalisa  dengan  menggunakan software  struktur  yaitu  SAP  2000  v.11.  Adapun  berat  sendiri  elemental  dan  kekuatan material  mortar  yang  didapatkan  pada  subbab  sebelumnya,  diinputkan  pada  software tersebut.
( a )
( b )
Gambar 1.31 Analisa Struktur Rangka Batang Model-1 dan Model-2; (a) Linear Analisis Struktur dan (b) Non-Linear Material

## Gambar 1.32 Release Joint Model
Gambar 1.33 Deformasi Tengah Bentang Struktur Rangka Batang

## Gambar 1.34 Gaya Batang Tekan dan Tarik Struktur Rangka Batang
Jika, Beban Terpusat (1/2 P) ditambah-tambahkan dengan ∆ beban = 250  N, maka hasil analisa Model-1 diberikan Tabel 5.5 berikut. Sedangkan hasil analisa Model-2 diberikan pada Tabel 5.6 dan Gambar 5.36.
Tabel 1.5 Hasil Analisa Penambahan Beban Terpusat (1/2 P) pada Model-1
Beban Lendutan Gaya Batang Gaya Batang Terpusat Tengah Bentang Tekan Tarik (1/2 P) (Δ) (F1) (F2) (N) (mm) (N) (N) (1) (2) (3) (4) 250 9.05E-04 495.68 234.9 500 0.0014 784.57 379.66 750 0.00189 1073 524.42 1000 0.00239 1362.34 669.18 1250 0.00288 1651.23 813.93 1500 0.00338 1940.12 958.69 1750 0.00387 2229 1103.45 2000 0.00437 2571.89 1248.21
y = 505256x - 206.68 R² = 1 0 500 1000 1500 2000 2500 0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03 5.00E-03 B e b a n T e rp u sa t (1 / 2 P ) (N ) Lendutan Tengah  Bentang (Δ) (mm) y = 292560x - 29.533 R² = 1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03 5.00E-03 G a y a B a ta n g T a ri k ( F 2 ) (N ) Lendutan Tengah  Bentang (Δ) (mm) y = 592989x - 49.439 R² = 0.9996 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03 5.00E-03 G a y a B a ta n g T e k a n ( F 1 ) (N ) Lendutan Tengah  Bentang (Δ) (mm) (a) (b) (c)
Gambar 1.35 Hasil Analisa Struktur SAP 2000 v.11 Model-1, dengan menggunakan
Non-Linear Material dan Linear Struktur Analisis
Tabel 1.6 Hasil Analisa Penambahan Beban Terpusat (1/2 P) pada Model-2
Beban Lendutan Gaya Batang Gaya Batang Terpusat Tengah Bentang Tekan Tarik (1/2 P) (Δ) (F1) (F2) (N) (mm) (N) (N) (1) (2) (3) (4) 250 2.63E-03 702.61 324.43 500 0.00362 991.32 468.64 750 0.00461 1280.03 613.24 1000 0.0056 1568.74 757.65 1250 0.00658 1857.46 902.05 1500 0.00757 2146.15 1046.46 1750 0.00856 2434.86 1190.86 2000 0.00955 2723.57 1335.26
y = 29256x 500 1000 1500 0,00E+00 G a y a B a ta n g Ta ri k ( F 2 ) (N ) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0.00E+00 G a y a B a ta n g T e k a n ( F 1 ) (N ) Model Gambar 1.36 Dosen Teknik Sipil Universitas Nusa Cendana y = 29256x - 29,53 R² = 1 y = 14615x - 60,26 R² = 1 0 500 1000 1500 0,00E+00 2,00E-03 4,00E-03 6,00E-03 8,00E-03 1,00E-02 1,20E-02

## Lendutan Tengah Bentang (Δ) (mm)
Model-1 Model-2 Linear (Model-1) Linear (Model-2)
y = 592989x - 49.439 R² = 0.9996 y = 292186x - 66.323 R² = 1 0.00E+00 2.00E-03 4.00E-03 6.00E-03 8.00E-03 1.00E-02 1.20E-02 Lendutan Tengah  Bentang (Δ) (mm) Model-1 Model-2 Linear (Model-1) Linear (Model-2) (a)
(b)
(c) Perbandingan Hasil Analisis Model-1 dan Model
02 02 1 dan Model-2
1.000 1.050 1.100 1.150 1.200 1.250 1.300 1.350 1.400 1.450 0 500 1000 1500
2000 2500 R a si o G a y a M o d e l- 2 / M o d e l- 1
Beban Terpusat 1/2 P (N)
Rasio Batang  Tekan Rasio Batang  Tarik
Perbandingan hasil analisis Model-1 dan Model-2 diberikan pada Gambar 5.36. Terlihat R 2 = 1 (mendekati) yang menunjukkan semua analisa struktur adalah analisis linear.

## Gambar 5.37 Rasio Gaya Batang Tekan dan Tarik Maksimum antara
Model-2 dengan Model-1
Rasio  Gaya  Batang  tekan  maksimum  dan  tarik  maksimum  yang  terjadi  pada  struktur rangka  batang  Model-2  dan  Model-1  diberikan  pada  Gambar  1.37.  Terlihat  bahwa semakin  besar  nilai  beban  terpusat  semakin  kecil  rasio  tersebut  dan  mendekati  sama dengan  1.  Ini  menunjukkan  bahwa  keruntuhan  model-2  dan  model-1  akan  sama  jika terjadi  keruntuhan  material,  dan  keruntuhan  material  tersebut  diprediksi  dengan tercapainya titik singgung. Dan titik persinggungan terjadi pada beban ±2000 N (200 kg). Perlu  ditekankan  bahwa  analisis  SAP  2000  v.11  yang  diaplikasikan  tanpa memperhitungkan  faktor  reduksi  kuat  tekan  akibat  panjang  elemen  seperti  yang  terlihat pada  Rumus  (2)  di  atas.  Hal  ini  karena  software  SAP  2000  v.11  tidak  memiliki  tools untuk mengakomodasi reduksi kuat tekan terhadap panjang elemen.

## Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan, beberapa kesimpulan mengenai kajian numerik dan eksperimental  struktural  elemen  rangka  batang  pprofil  L  ferosemen  adalah  sebagai berikut :
1) Untuk tebal elemen 1,5 cm, jumlah lapis wiremesh yang optimal adalah 4 lapis.
2) Sistem cetakan  yang efektif dalam pelaksanaan lapangan (praktis) adalah sistem cetakan  yang  menggunakan  elemen  statis  dan  elemen  dinamis  dengan  proses pemadatan adalah dengan penggetaran.
3) Analisis  Finite  Element  Method  (FEM)  menggunakan  software  ADINA mendekati hasil eksperimental untuk elemen yang lebih kecil (panjang 15 cm).
4) Desain  sambungan  yang  efektif  dan  praktis  adalah  sambungan  pelat  baja  yang sistem sambungannya telah diusulkan dalam laporan ini.
5) Analisa  struktur  dengan  menggunakan  software  SAP  2000  v.11  menunjukkan gaya  batang  tekan  dan  tarik  maksimum  elemental  tidak  jauh  berbeda  antara model-1  dan  model-2,  dan  akan  sama  pada  beban  sekitar  2000  N.  Namun, respons lendutan Model-2 berkisar > 2 kali dari respons lendutan Model-1.
6) Sistem  struktur  rangka  batang  yang  dibangun  dapat  digunakan  (dimungkinkan) untuk struktur yang mengalami beban ringan.

## Saran
Sementara,  saran  yang  dapat  diberikan  setelah  melakukan  penelitian  sejauh  ini    adalah sebagai berikut :
1) Penggunaan  serat  pada  mortar  untuk  membangun  elemental  perlu  dilakukan untuk meningkatkan kuat tarik dan kuat tekan mortar.

## Ucapan Terimakasih
Penelitian  ini  dapat  terlaksana  dengan  baik  atas  dukungan  penuh  Universitas  Nusa Cendana atas bantuan dana DIPA VUCER T.A 2010. Untuk itu, diucapkan terima kasih yang tulus atas bantuan tersebut.

## Daftar Pustaka
1) ACI COMMITTEE  549.1997. State-of-the-Art Report On Ferrocement. ACI  549R-97 Code American Concrete Institute.USA.
2) Frick  H  dan  Setiawan  P.L.  2001.  Ilmu  Konstruksi  Struktur  Bangunan.  Seri  Konstruksi Arsitektur 4.Penerbit Kanisius. Yogyakarta.
3) Frick  H  dan  Ch.Koesmartadi.  1999.  Ilmu  Bahan  Bangunan.  Seri  Konstruksi  Arsitektur 9.Penerbit Kanisius.Yogyakarta.
4) Naaman,  A.E  .2000.  Ferrocement  and  Laminated  Cementitious  Composites.  First  Edition. Techno Press. Michigan.
5) Neville,  A.M  and  Brooks  J.J  .1987.  Concrete  Technology.  First  Published,  Longman Scientific and Technical. Essex, U.K.
6) NSPM  (Norma,Standar,Pedoman,  dan  Manual)  Kimpraswil.  2003.  Metode,  Spesifikasi,  dan Tata Cara Bagian 3 : Beton, Semen,Perkerasan Beton Semen. Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah Badan Penelitian dan Pengembangan. Jakarta.
7) Puvanesvararao A/L Venkatasamy.2003. Kajian Awal kekuatan Groutfero Keratan C. Thesis Sarjana, Universiti Teknologi Malaysia. Malaysia.
8) Rukhsana  Rahooja  .2006.  Alternate  and  Low  Cost  Construction  Materials  and  Techniques Developed  Through  R  &  D  Efforts  at  Council  for  Works  and  Housing  Research.  2nd International Conference on Construction Industry-ICCI. Pakistan.
9) Shuxin Wang, A.E Naaman and Victor C Li. 2001. Bending Response of Hybrid Ferrocement Plates with meshes and fibers. ACI Journal.