## 1. PENDAHULUAN
Salah satu material penyusun yang menentukan mutu beton adalah semen. Banyaknya permintaan beton juga akan meningkatkan kebutuhan semen sebagai bahan baku utama. Secara global, industri semen menyumbang antara 5-8% dari seluruh emisi gas karbon dioksida (Wright, 2011). Penggunaan semen dalam campuran beton dapat direduksi den- gan cara mengoptimalkan karakteristik material yang digunakan sesuai dengan perilaku struktur yang telah direncanakan (Mastali et al., 2015). Salah satu langkah untuk men- goptimalkan karakteristik material beton, yaitu dengan cara melakukan gradasi mutu
JURNAL BANGUNAN, VOL. 26, NO.1, MARET 2021: 17-28

## ANALISIS DAKTILITAS BALOK BETON GRADASI DENGAN DISPARITAS MUTU BETON SERAT TEKAN DAN SERAT TARIK
M. Mirza Abdillah Pratama 1 ,* , Ziana Nur Afdila 2 , Karyadi 3
¹ Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Malang, email: mirza.abdillah.ft@um.ac.id ² PT. Amco Jaya Tri Tunggal Pratama, email: zianaafdilla@gmail.com ³ Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,Universitas Negeri Malang, email: karyadi.ft@um.ac.id
Abstrak: Industri semen menyumbang hingga 8% dari seluruh emisi gas karbon dioksida secara global. Beton gradasi merupakan salah satu langkah untuk mereduksi penggunaan semen pada konstruksi sekal- igus untuk mengoptimalkan karakteristik mekanik elemen struktur yang direncanakan. Penelitian ini bertu- juan untuk menganalisis capaian beban maksimum, defleksi, kekakuan, daktilitas, dan pola kegagalan dari balok beton gradasi dengan variasi mutu beton pada serat tekan dan serat tariknya. Balok Balok gradasi terbuat dari perpaduan antara 2 (dua) campuran mutu yang berbeda, yaitu 30-40 MPa, 30-50 MPa, dan 40-50 MPa. Pengujian lentur balok beton dilakukan pada umur 28 hari. Pola kegagalan pada balok beton gradasi pada masing-masing benda uji diamati dan dikomparasikan dengan balok beton kontrol. Hasil pengujian menunjukkan bahwa balok beton gradasi dengan mutu beton pada serat tarik yang seragam menghasilkan beban, kekakuan, dan daktilitas balok yang lebih tinggi seiring peningkatan mutu beton yang digunakan pada serat tekannya. Balok dengan mutu beton serat tekan seragam dan serat tarik yang berbeda memiliki nilai capaian beban, kekakuan, dan daktilitas balok yang semakin besar seiring pening- katan mutu beton pada bagian serat tarik balok. Lendutan balok yang dihasilkan masih memenuhi lendu- tan izin. Berdasarkan hal tersebut, balok beton gradasi dinyatakan memiliki kemampulayanan yang baik.
Kata-kata kunci: Balok Beton Gradasi, Kekakuan, Daktilitas, Pola Kegagalan
Abstract : The cement industry accounts for up to 8% of all global carbon dioxide emissions. Graded con- crete is one of the steps to reduce the use of cement in construction as well as to optimize the mechanical characteristics of the planned structural elements. This study aims to analyze the maximum load perfor- mance, deflection, stiffness, ductility, and failure patterns of graded concrete beams with variations in the quality of concrete in the compression fiber and tensile fiber. Gradation beams are made from a combina - tion of 2 (two) different quality mixtures, namely 30-40 MPa, 30-50 MPa, and 40-50 MPa. The flexural testing of the concrete beams was carried out at the age of 28 days. The failure pattern of the graded concrete beams for each test object was observed and compared with the control concrete beams. The test results show that graded concrete blocks with uniform tensile strength of concrete produce higher beam loads, stiffness, and ductility as the quality of the concrete used in compression fibers increases. Beams with uniform compression fiber and different tensile fibers have higher load, stiffness, and ductility values   as the concrete quality increases in the tensile fiber portion of the beam. The resulting beam deflection still meets the allowable deflection. Based on this, the graded concrete beam is declared to have good serviceability.
Keywords : Graded Concrete Beam, Stiffness, Ductility, Failure Pattern
2. METODE Penelitian dilakukan dengan urutan seperti alur penelitian dibawah ini (Gambar 1). Benda uji dikelompokkan menjadi dua, yaitu kelompok spesimen kontrol dan kelom- pok spesimen gradasi. Spesimen kontrol terdiri atas silinder beton, balok mutu 30 MPa MPa dengan notasi BK30, balok mutu 40 MPa dengan notasi BK40 dan mutu 50 MPa dengan notasi BK50, sedangkan spesimen gradasi terdiri dari balok mutu 30-40 MPa dengan notasi BG 30-40, balok mutu 30-50 MPa dengan notasi BG 30-50, dan balok mutu 40-50 MPa dengan notasi BG 40-50. Spesimen baja tulangan dan silinder beton diuji menggunakan Universal Testing Machine untuk mendapatkan properties material yang digunakan pada perancangan spesimen balok beton bertulang. Spesimen balok be- ton bertulang dirancang untuk mengalami gagal lentur dengan memastikan bahwa spesi- men dirancang kuat dalam menahan gaya geser yang bekerja. Spesimen balok diuji den- gan metode pengujian lentur empat titik dan diperoleh data berupa hubungan beban dan defleksi dari awal hingga balok mengalami kehilangan kekakuan dan dinyatakan gagal.
(Pratama et al., 2017; Pratama et al., 2018; Pratama et al., 2019; Pratama et al., 2021). Pada awal pengembangannya, Pratama (2015) menganalisis pengaruh teknik gra- dasi mutu terhadap karakteristik mekanik yang dihasilkan. Dalam penelitian tersebut, Pratama (2015)  menggabungkan mutu beton 20 MPa dan 60 MPa untuk membentuk spesimen beton gradasi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kekuatan beton gradasi ditentukan oleh mutu terendahnya, sedangkan mutu tertingginya meningkatkan kekakuan yang ditunjukkan dengan modulus elastisitas. Selanjutnya, Gan et al. (2015) melaku- kan sebuah penelitian secara eksperimental mengenai pemodelan beton gradasi dalam bentuk spesimen silinder standar. Spesimen beton yang dicetak dilakukan dengan teknik khusus dan memperoleh hasil pengujian bahwa yang serupa dengan Pratama (2015). Vertian (2019) melakukan penelitian eksperimental di Laboratorium dengan mem- buat spesimen benda uji berbentuk balok dengan gradasi mutu dua lapisan dan tiga lapisan. Berdasarkan dari hasil penelitian, didapatkan bahwa balok gradasi dua lapisan menghasilkan nilai daktilitas yang lebih besar daripada balok gradasi dengan tiga lapisan. Penggunaan mutu beton yang berbeda diprediksi akan berpengaruh pada da- ktilitas yang dihasilkan. Daktilitas pada balok umumnya dibentuk oleh mekanisme kelelehan tulangan tarik dengan menerapkan rasio tulangan minimum. Akan tetapi, penampang dengan tulangan minimum menghasilkan berkurangnya tinggi daerah tekan pada penampang balok. Hal tersebut dikarenakan pada saat terjadi sendi plas- tis, regangan tulangan tarik meningkat sangat besar, sedangkan tegangan tekan pada beton sangat terbatas, dengan demikian posisi garis netral mendekati serat terluar.
Pada balok beton gradasi, serat tekan beton menggunakan mutu yang lebih tinggi dari- pada serat tariknya, sehingga menyebabkan serat tekan pada beton bersifat getas dan serat tariknya bersifat daktail. Beton mutu tinggi diklaim dapat menambah kekakuan struktur, sedangkan mutu yang rendah digunakan untuk mengoptimalkan kinerja tulangan baja su- paya mampu berdeformasi secara panjang. Penelitian ini dilaksanakan dengan membuat benda uji berupa balok yang direncanakan memiliki mutu yang seragam dan balok dengan gradasi mutu. Balok tersebut dirancang dengan lebar 0,13 m, tinggi 0,19 m, dan bentang 1,5 m. Dalam pembuatan balok beton gradasi ini, digunakan tulangan baja berdiameter 10 mm untuk tulangan longitudinal dan diameter 6 mm untuk tulangan sengkang. Konfigurasi mutu beton yang digunakan pada penelitian balok gradasi yaitu mutu 50-40 MPa, 50-30 MPa, dan 40-30 MPa. Penggunaan teknik gradasi mutu ini diharapkan dapat menjadi alter- natif untuk efisiensi pe nggunaan semen dalam sebuah konstruksi berbasis beton bertulang.
18 JURNAL BANGUNAN, VOL. 26, NO.1, MARET 2021: 17-28
Gambar 1. Tahapan Penelitian

## 3. HASIL

## 3.1 Beban dan Lendutan
Berdasarkan hasil pencatatan pada pengujian lentur balok beton bertulang, di- dapatkan beban dan lendutan pada masing-masing balok. Data pertambahan dicatat melalui pembacaan instrumen data logger selama pengujian. Data beban dan de- fleksi  balok  saat  retak  awal,  tulangan  leleh,  dan  puncak  dapat  dilihat  pada  Tabel  1.
Tabel 1. Hasil Capaian Beban Maksimum dan Defleksi Spesimen Balok
Spesimen Sampel Retak Awal Tulangan Leleh Beban Puncak Beban (kN) Defleksi (mm) Beban (kN) Defleksi (mm) Beban (kN) Defleksi (mm) BK 30 1 9,04 6,31 35,21 12,06 42,18 35,14 BK 40 1 11,55 6,48 37,23 12,07 43,08 40,97 BK 50 1 12,04 7,42 39,14 12,53 44,31 44,66 BG 30-40 1 9,86 6,38 36,69 12,07 42,44 40,81 2 9,53 6,43 36,59 12,13 42,54 40,15 Rata-Rata 9,70 6,41 36,64 12,10 42,49 40,48 BG 30-50 1 10,15 6,39 36,87 12,08 43,19 40,59 2 10,51 6,68 36,48 12,38 43,25 41,50 Rata-Rata 10,33 6,54 36,68 12,23 43,22 41,04 BG 40-50 1 11,56 6,92 37,90 12,27 43,45 41,38 2 12,01 6,78 37,24 12,48 43,32 41,50 Rata-Rata 11,79 6,85 37,57 12,38 43,39 41,44

## 3.2 Kekakuan
Nilai kekakuan balok dapat dianalisi dari data lendutan dan beban yang tercatat selama pengujian balok. Perhitungan kekakuan dapat dihitung menggunakan rumus K = P/Δ ; di mana K adalah kekakuan, P adalah beban saat retak pertama, dan Δ adalah nilai lendutan saat retak pertama. Hasil dari perhitungan kekakuan dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisis Kekakuan Balok Spesimen Beban (kN) Lendutan (mm) Kekakuan (kN/mm) BK 30 9,04 6,31 1,43 BK 40 11,55 6,84 1,69 BK 50 12,04 7,04 1,71 BG 30-40 (I) 9,86 6,38 1,55 BG 30-40 (II) 9,53 6,43 1,48 Rata-Rata 9,70 6,41 1,51 BG 30-50 (I) 10,15 6,39 1,59 BG 30-50 (II) 10,51 6,68 1,57 Rata-Rata 10,33 6,54 1,58 BG  40-50 (I) 11,66 6,92 1,68 BG 40-50 (II) 12,01 6,78 1,77 Rata-Rata 11,84 6,85 1,73
3.3 Daktilitas Daktilitas lendutan dihitung dari lendutan saat kondisi ultimate dibanding- kan terhadap lendutan saat tulangan leleh. Tabel 3 di bawah ini menunjukkan bah- wa daktilitas balok kontrol 30 MPa sebesar 2,52, balok kontrol 40 MPa sebe- sar 2,94, balok kontrol 50 MPa sebesar 3,50, balok gradasi 30-40 MPa sebesar 3,24, balok gradasi 30-50 MPa sebesar 3,22, dan balok gradasi 40-50 MPa sebesar 3,27.
Tabel 3. Hasil Perhitungan Daktilitas
Spesimen  Leleh Akhir (Δu) Leleh Awal (Δy) Faktor Daktilitas (μ = Δu/Δy) Tingkat Dak- tilitas MPa mm mm 30 35,14 13,96 2,52 Daktail parsial 40 40,97 13,94 2,94 50 44,66 12,76 3,50 30-40 (I) 40,36 12,07 3,34 30-40 (II) 40,15 12,78 3,14 Rata-Rata 3,24 30-50 (I) 40,59 13,37 3,04 30-50 (II) 41,15 12,12 3,40 Rata-Rata 3,22 40-50 (I) 41,38 12,27 3,37 40-50 (II) 41,50 13,11 3,17 Rata-Rata 3,27

## 4. PEMBAHASAN
4.1. Beban –Defleksi Spesimen Balok Beton Gradasi
Pengujian eksperimental spesimen balok menghasilkan data beban dan defleksi yang selanjutnya digunakan untuk menganalisis hubungan beban-defleksi pada masing-masing balok kontrol dan balok gradasi. Hubungan beban-defleksi spesimen balok kontrol dan gra - dasi pada saat retak pertama, leleh, dan puncak dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3
Gambar 2. Capaian Beban
Gambar 3. Capaian Defleksi

## 4.1.1.  Kondisi Retak Pertama
Gambar 2 menunjukkan hasil capaian beban balok kontrol dan balok gradasi pada saat retak pertama.  Penggunaan mutu beton yang tinggi pada beton bertulang akan menghasilkan capaian beban yang semakin besar (Fajar et al., 2018). Semakin tinggi mutu beton yang digunakan pada balok beton kontrol, maka nilai capaian beban yang dihasilkan semakin besar. Balok gradasi dengan mutu beton serat tarik 30 MPa men- galami peningkatan capaian beban seiring dengan peningkatan mutu beton serat tekan. Persentase peningkatan balok kontrol adalah sebesar (30-40 MPa; 16,05%) dan (30-50 MPa; 14,20%). Peningkatan tersebut juga dijumpai pada balok gradasi berserat tarik 40 MPa.  Persentase balok gradasi berserat tarik 40 MPa dengan balok kontrol didapat- kan nilai sebesar (40-50 MPa; 1,70%).  Balok gradasi 40-50 MPa memiliki capaian be- ban retak pertama yang lebih besar daripada balok gradasi 30-50 MPa dengan selisih nilai capaian sebesar 12,50%. Penambahan mutu beton pada serat tarik balok menye- babkan capaian beban yang dihasilkan meningkat karena semakin tinggi mutu beton yang digunakan menyebabkan tahanan beton terhadap tegangan tarik semakin besar.

## 4.1.2.  Kekakuan Balok
Tabel 2 menunjukkan kekakuan balok kontrol dan balok gradasi. Capaian kekakuan balok gradasi mutu 30-40 MPa mendekati dengan kekakuan balok kontrol mutu 40 MPa sebesar 10,35%, sedangkan kekakuan balok gradasi mutu 30-50 MPa mendeka- ti kekakuan balok kontrol 50 MPa sebesar 7,55%. Balok gradasi dengan mutu 40-50 MPa menghasilkan kekakuan yang mendekati balok kontrol 50 MPa sebesar 1,05%. Pada balok gradasi 30-50 MPa dan 40-50 MPa, kekakuan balok meningkat seiring den- gan peningkatan mutu beton di bagian serat tariknya. Semakin tinggi mutu beton, se- makin besar modulus elastisitas material dan semakin tinggi kekakuan strukturnya.

## 4.1.3.  Kondisi Leleh
Gambar 2 dan Gambar 3 menunjukkan bahwa saat kondisi leleh, balok kontrol me- miliki capaian beban dan lendutan yang meningkat seiring dengan pertambahan mutu beton. Persentase peningkatan capaian beban dan lendutan pada saat kondisi leleh yaitu sebesar (30 terhadap 40 MPa; 5,43%; 0,06%), (30 terhadap 50 MPa; 10,04%; 3,75%), dan (40 terhadap 50 MPa; 4,88%; 3,69%). Hasil dari perhitungan persentase peruba- han beban dan lendutan balok gradasi pada kondisi leleh dapat dilihat pada Tabel 4.
Berdasarkan Tabel 4, didapatkan bahwa semakin tinggi mutu beton yang digunakan pada serat tekan balok beton gradasi, maka capaian beban yang dihasilkan semakin besar. Balok gradasi BG 30-40 terhadap BG 30-50, mengalami kenaikan persentase capaian beban yaitu sebesar 0,10%. Keberadaan mutu tinggi pada serat tekan mampu mening-
22 JURNAL BANGUNAN, VOL. 26, NO.1, MARET 2021: 17-28
katkan capaian beban pada saat tulangan leleh. Kondisi tersebut termasuk dalam kondisi non linear, sehingga mutu beton pada serat tekan menentukan kinerja dari balok. Pada penelitian ini balok gradasi mutu 30-40 MPa dan balok gradasi mutu 30-50 MPa men- galami kenaikan capaian beban yang tidak signifikan, sehingga mengakibatkan kondisi underreinforced, di mana balok tersebut belum memperhatikan rasio tulangan minimum.
Hasil capaian beban dan lendutan pada kasus yang berbeda mengalami peningkatan sebesar (BG 30-50; 36,68 kN; 12,23 mm) dan balok (BG 40-50; 37,57 kN; 12,38 mm). Nilai capaian tersebut meningkat secara signifikan yaitu sebesar 2,38%. Apabila diband - ingkan dengan BK 50 nilai tersebut mengalami penurunan capaian beban dan lendutan berturut-turut sebesar (6,30%; 2,39%), (4,01%; 1,24%). Hal ini berlaku sama pada ka- sus BG 30-40 yang mengalami penurunan beban dan lendutan berturut-turut (1,58%; 0,24%) terhadap BK 40. Capaian defleksi yang dihasilkan tidak terpaut secara signifi - kan. Hal ini terjadi karena pada balok beton gradasi menggunakan desain tulangan yang seragam. Mutu beton berpengaruh pada jumlah tulangan desain balok beton bertulang.
Tabel 4. Perbandingan Beban dan Lendutan Balok Gradasi Pada Kondisi Leleh
Spesimen Beban (kN) Defleksi (mm) Nilai Selisih Persentase (%) Nilai Selisih Persentase (%) BK 30 35,21 2,02 5,43 12,06 0,01 0,06 BK 40 37,23 12,07 BK 30 35,21 2,02 5,16 12,06 0,47 3,75 BK 50 39,14 12,53 BK 40 37,23 1,91 4,88 12,07 0,46 3,69 BK 50 39,14 12,53 BK 30 35,21 1,43 4,06 12,06 0,04 0,30 BG 30-40 36,64 12,10 BK 30 35,21 1,47 4,16 12,06 0,17 1,41 BG 30-50 36,68 12,23 BK 40 37,23 -0,59 -1,58 12,07 0,03 0,24 BG 30-40 36,64 12,10 BK 50 39,14 -2,47 -6,30 12,53 -0,30 -2,39 BG 30-50 36,68 12,23 BK 50 39,14 -1,57 -4,01 12,53 -0,16 -1,24 BG 40-50 37,57 12,38 BG 30-40 36,64 0,03 0,09 12,10 0,13 1,09 BG 30-50 36,68 12,23 BG 30-40 36,64 0,93 2,47 12,10 0,28 2,25 BG 40-50 37,57 12,38 BG 30-50 36,68 0,90 2,38 12,23 0,14 1,17 BG 40-50 37,57 12,38 Pratama dkk, Analisis Daktilitas Balok Beton Gradasi 23

## 4.1.4.  Kondisi Puncak Balok Beton Bertulang
Gambar 2 dan Gambar 3 menunjukkan bahwa capaian beban dan lendutan pada saat be- ban puncak mengalami peningkatan seiring dengan penambahan mutu beton pada balok. Persentase peningkatan capaian beban dan lendutan pada kondisi beban puncak yaitu sebesar (30 terhadap 40 MPa; 2,09%; 14,22%), (30 terhadap 50 MPa; 4,81%; 21,31%), dan (40 terhadap 50 MPa; 2,78%; 8,27%). Hasil dari perhitungan persentase peruba- han beban dan lendutan balok gradasi pada kondisi puncak dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Perbandingan Beban dan Lendutan Balok Gradasi Pada Kondisi Puncak
Spesimen Beban (kN) Defleksi (mm) Puncak Selisih Persentase (%) Puncak Selisih Persentase (%) BK 30 42,18 0,90 2,09 35,14 5,83 14,22 BK 40 43,08 40,97 BK 30 42,18 2,13 4,81 35,14 9,52 21,31 BK 50 44,31 44,66 BK 40 43,08 1,23 2,78 40,97 3,69 8,27 BK 50 44,31 44,66 BK 30 42,18 0,31 0,73 35,14 5,11 14,54 BG 30-40 42,49 40,25 BK 30 42,18 1,04 2,47 35,14 5,73 16,30 BG 30-50 43,22 40,87 BK 40 43,08 -0,59 -1,37 40,97 -0,72 -1,75 BG 30-40 42,49 40,25 BK 50 44,31 -1,09 -2,46 44,66 -3,79 -8,49 BG 30-50 43,22 40,87 BK 50 44,31 -0,92 -2,09 44,66 -3,22 -7,21 BG 40-50 43,39 41,44 BG 30-40 42,49 0,73 1,69 40,25 0,62 1,51 BG 30-50 43,22 40,87 BG 30-40 42,49 0,90 2,07 40,25 1,19 2,87 BG 40-50 43,39 41,44 BG 30-50 43,22 0,17 0,38 40,87 0,57 1,37 BG 40-50 43,39 41,44
Berdasarkan Tabel 5, didapatkan bahwa semakin tinggi mutu beton yang digunakan pada serat tekan balok beton gradasi, maka capaian beban yang dihasilkan semakin besar. Balok gradasi BG 30-40 terhadap BG 30-50, mengalami kenaikan persentase capaian beban yaitu sebesar 1,73%. Capaian beban pada balok beton gradasi meningkat dikarenakan penggunaan mutu tinggi pada bagian serat tekan balok mampu meningkatkan  tahanan balok dalam me- nahan beban lebih besar sehingga mampu menahan terjadinya  laju retak yang semakin besar.
Balok gradasi dengan mutu serat tekan seragam dan serat tarik yang berbeda menghasil- kan nilai capaian beban dan lendutan sebesar (BG 30-50; 43,22 kN; 40,87 mm) dan balok
24 JURNAL BANGUNAN, VOL. 26, NO.1, MARET 2021: 17-28
(BG 40-50; 43,39 kN; 41,44 mm). Nilai capaian tersebut mengalami peningkatan sebesar 0,90%. Capaian beban yang dihasilkan tidak mengalami peningkatan secara signifikan, dikarenakan pada saat kondisi puncak balok mendekati kondisi ultimate di mana balok su- dah tidak mampu menahan beban yang semakin besar. Apabila dibandingkan dengan BK 50 nilai capaian beban BG 30-50 dan BG 40-50 mengalami penurunan capaian beban dan lendutan berturut-turut sebesar (2,46%; 3,79), (2,09%; 8,49%). Hal serupa terjadi pada BG 30-40 yang mengalami penurunan beban dan lendutan berturut-turut sebesar (1,37%; 1,75) terhadap BK 40. Penggunaan mutu beton yang semakin  tinggi pada bagian serat tekan balok beton gradasi menyebabkan capaian defleksi yang dihasilkan mengalami penurunan.

## 4.2 Daktilitas
Dari hasil perhitungan daktilitas pada Tabel 3, menunjukkan bahwa daktilitas rerata balok kontrol mengalami peningkatan dengan bertambahnya mutu beton yang digunakan. Balok beton gradasi dengan mutu beton 30-50 MPa,  memiliki nilai daktilitas lebih kecil daripada balok gradasi dengan mutu 30-40 MPa dengan kenaikan sebesar 0,83%. Apabila dibandingkan dengan balok gradasi mutu 30-40 MPa terhadap 40-50 MPa, balok beton gradasi mengalami kenaikan daktilitas yang lebih kecil yaitu sebesar 0,8%. Balok beton gradasi mengalami kenaikan yang tidak signifikan, dikarenakan penggunaan mutu beton yang lebih tinggi di bagian serat tekannya dimungkinkan memberikan pengaruh terhadap kekakuan balok beton gradasi yang dihasilkan. Menurut Tata Cara Perencanaan Gempa Untuk Bangunan Gedung SNI 1726 2012, tingkat daktilitas (μ) struktur meliputi elastik penuh (nilai μ = 1), daktail parsial (nilai μ berkisar 1,5 sampai 5,0), dan daktail penuh (ni - lai μ ≥ 5,3). Hasil pengujian menunjukkan bahwa balok kontrol dan balok gradasi mim - iliki nilai μ >1 yang artinya balok masuk dalam tahap plastis di mana tidak dapat kem - bali ke bentuk awal, namun masih mampu menahan beban setelah terjadinya pelelehan.

## 4.3  Pola Kegagalan Spesimen Balok
Kegagalan pada balok bertulang terjadi akibat penurunan daya perlawanan terhadap beban eksternal yang bekerja. Beban yang mengakibatkan terjadinya keruntuhan berbeda pada setiap spesimen balok. Pada penelitian ini, balok beton kontrol dan balok beton grada- si direncanakan mengalami keruntuhan lentur. Pola kegagalan yang terjadi pada spesimen balok kontrol dan balok gradasi diawali dengan gagal lentur. Kegagalan lentur ditandai dengan terjadinya retak vertikal yang memanjang dari serat tarik balok, lurus mengarah garis sumbu netral penampangnya. Penggunaan tulangan polos pada spesimen balok be- ton kontrol dan balok beton gradasi memberikan pengaruh pada lekatan antara tulangan dengan beton. Menurut Wu et al. (2020), tegangan lekat baja tulangan ulir jauh lebih besar dibandingkan dengan lekatan pada tulangan polos. Secara keseluruhan balok mengalami retak pada daerah tarik, yang diakibatkan oleh tegangan utama tarik. Hal ini sesuai dengan Sarfarazi et al. (2016),  yang menyatakan bahwa kekuatan tarik beton kira-kira hanya ±1/10
Pratama dkk, Analisis Daktilitas Balok Beton Gradasi 25
dari kuat tekan beton, sehingga cenderung terjadi keretakan akibat tegangan utama tarik.

## 4.4 Kemampuan Layan Sistem Struktur
Tingkat layan pada balok beton bertulang dapat diukur berdasarkan capaian len- dutan yang dihasilkan. Apabila diaplikasikan pada elemen struktur, batas lendu- tan yang digunakan senilai L/180 (Setiawan, 2016). Semakin besar capaian beban pada balok semakin besar lendutan yang dihasilkan. Capaian lendutan pada balok be- ton bertulang dibatasi agar tingkat layan dalam menerima beban kerja mempunyai kekakuan yang cukup. Selama lendutan yang dihasilkan belum mencapai batas lendu- tan izin maka balok tersebut dapat dikatakan memiliki kemampuan layan yang baik.
Balok beton gradasi memiliki dua mutu yang berbeda dalam satu penampang balok. Hal ini dapat memberikan kekakuan yang lebih sehingga defleksi yang dihasilkan mengalami penurunan. Penggunaan mutu beton yang lebih tinggi pada bagian serat tekan balok akan menghasilkan capaian defleksi yang lebih kecil, karena penggunaan mutu tinggi pada ba - gian serat tekan balok mampu meningkatkan tahanan balok dalam menahan beban lebih besar sehingga dapat menahan terjadinya laju retak yang semakin besar. Oleh karena itu, penggunaan balok beton gradasi mampu meningkatkan kekakuan pada balok sehingga len- dutan yang terjadi mengalami penurunan dan memiliki kemampuan layan yang lebih baik.

## 5. SIMPULAN
Berdasarkan rumusan masalah serta hasil dan pembahasan tentang “Studi Eksperi- mental Daktilitas Pada Balok Beton Gradasi”, maka dapat disimpulkan bahwa Balok gradasi saat kondisi retak awal, mengalami peningkatan capaian beban seiring dengan penambahan mutu beton pada bagian serat tekan dan serat tariknya. Lendutan pada saat retak awal yang dihasilkan balok gradasi hampir sama dengan lendutan balok kontrol yaitu sebesar 6,6 mm. Kekakuan balok  beton gradasi meningkat seiring dengan pening- katan mutu beton di bagian serat tarik dan serat tekannya. Semakin tinggi mutu beton, semakin besar modulus elastisitas material dan semakin tinggi kekakuan strukturnya.
Balok gradasi saat kondisi leleh, mengalami peningkatan capaian beban seiring den- gan penambahan mutu beton pada bagian serat tekan dan serat tariknya. Beban maksi- mum yang dicapai balok gradasi dengan mutu beton serat tarik seragam lebih tinggi 0,10% dari balok kontrol, sedangkan beban maksimum yang dicapai balok gradasi dengan mutu beton serat tekan seragam lebih tinggi 2,38% dari balok kontrol. Balok gradasi saat kondisi puncak, mengalami peningkatan capaian beban dan lendutan sei- ring dengan penambahan mutu beton pada bagian serat tekan dan serat tariknya. Be- ban maksimum yang dicapai balok gradasi dengan mutu beton serat tarik seragam lebih tinggi 1,73% dari balok kontrol, sedangkan beban maksimum yang dicapai balok gradasi dengan mutu beton serat tekan seragam lebih tinggi 0,90% dari balok kontrol.
26 JURNAL BANGUNAN, VOL. 26, NO.1, MARET 2021: 17-28
Daktilitas lendutan yang dihasilkan balok kontrol dan balok gradasi berkisar antara 2,52 – 3,27 dan tergolong daktail parsial. Penggunaan balok gradasi dapat meningkatkan nilai daktilitas balok beton bertulang. Daktilitas rata-rata tertinggi dimiliki oleh balok gradasi 40-50 MPa.  Pola kegagalan yang terjadi pada spesimen balok kontrol dan balok gradasi diawali dengan gagal lentur. Kegagalan lentur ditandai dengan terjadinya retak vertikal yang memanjang dari serat tarik balok, lurus mengarah garis sumbu netral penampangnya.

## 6. DAFTAR RUJUKAN
Gan, B. S., Aylie, H. and Pratama, M. M. A. (2015) ‘The Behavior of Graded Concrete, an Experimental Study’, Procedia Engineering, 125, pp. 885–891. doi: 10.1016/j.pro eng.2015.11.076.
Mastali, M. et al. (2015) ‘Experimental assessment of functionally graded reinforced con crete (FGRC) slabs under drop weight and projectile impacts’, Construction and Build ing Materials. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.07.153.
Pratama, M. M. A. An Experimental Study and Finite Element Approach to the Be havior of Graded Concrete, Tesis, Semarang: Universitas Diponegoro, DOI: 10.13140/ RG.2.1.4082.4568
Pratama, M. M. A. et al. (2017) ‘Effect of concrete strength gradation to the compressive strength of graded concrete, a numerical approach’, AIP Conference Proceedings. American Institute of Physics, 1887(1), p. 20029. doi: 10.1063/1.5003512. Pratama, M. M. A. et al. (2018) ‘Modulus elasticity of the graded concrete, a prelimi nary research’, MATEC Web Conf., 195. Available at: https://doi.org/10.1051/matec conf/201819501005.
Pratama, M. M. A. et al. (2019) ‘A Numerical Analysis of The Modulus of Elasticity of The Graded Concrete’, 2nd International Conference on Vocational Education and Training (ICOVET 2018) [Internet]. doi: 10.2991/icovet-18.2019.29.
Pratama, M. M. A. et al. (2019) ‘Finite element analysis of the bending moment-curvature of the double-layered graded concrete beam’, IOP Conference Series: Materials Sci ence and Engineering, 494(1). doi: 10.1088/1757-899X/494/1/012064.
Pratama, M. M. A. et al. (2019) ‘Flexural behaviour of the functionally graded concrete beams using two-layers and three-layers configuration’, IOP Conference Series: Ma terials Science and Engineering, 669, p. 012054. doi: 10.1088/1757-899X/669/1/012054. Pratama, M. M. A. et al. (2019) ‘Numerical and experimental investigation on the shear resistance of functionally graded concrete (FGC) beams’, IOP Conference Series: Ma terials Science and Engineering, 669, p. 012055. doi: 10.1088/1757-899X/669/1/012055. Pratama, M. M. A. et al. (2021) ‘Potential use of graded concrete as structural elements of multi-storey buildings’, in Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing Ltd, p. 12040. doi: 10.1088/1742-6596/1833/1/012040.
Pratama, M. M. A. et al. (2021) ‘Effect of con crete strength configuration on the struc
tural behaviour of reinforced graded concrete beams’, in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing Ltd, p. 12017. doi: 10.1088/1742- 6596/1808/1/012017.
Sarfarazi, V. et al. (2016) ‘A new approach for measurement of tensile strength of con crete’, Periodica Polytechnica Civil Engineering. doi: 10.3311/PPci.8328. Setiawan, A. (2016) ‘Perancangan Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SNI 2847 :
2013’, in Erlangga.
Standar Nasional Indonesia (SNI).2012. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung/ SNI 03-1726-2012. Bandung : PUSKIM.
Vertian, T. 2019. Analisis Perbandingan Momen Kurvatur Balok Gradasi 2 Lapis dan 3 Lapis. Skripsi tidak diterbitkan. Malang:  Universitas Negeri Malang Fakultas Teknik Sipil.
Wright, M. A. (2011). Carbon Dioxide Equivalent Emissions from the Manufacture of Concrete in South Africa. (March).
Wu, C. H. et al. (2020) ‘Research on the Bond Strength of Concrete Containing Fly Ash’, Journal of the Chinese Institute of Civil and Hydraulic Engineering. doi: 10.6652/ JoCICHE.202006_32(4).0005.
28 JURNAL BANGUNAN, VOL. 26, NO.1, MARET 2021: 17-28