http://joernal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL

## Pengaruh Jenis Tulangan Terhadap Efektifitas Kinerja Balok Beton Bertulang

## Elfania Bastian
Fakultas Teknik, Univeristas Muhammadiyah Sumatera Barat email: elfania_bastian@ymail.com
Abstract: Balok  merupakan  bagian  penting  dari  sebuah  konstruksi  bangunan. Inovasi-inovasi  untuk meningkatka kualitas dan kemapuan balok dalam menahan beban terus dilakukan. Salah satu bentuk inovasi  pada  konstruksi  balok  beton  bertulang  adalah  variasi  jenis  tulangan.  Pada  penelitian  ini dilakukan  analisis  pada  balok  dengan  jenis  tulangan  Baja  dan  GFRP  (Glass  Fibre  Reinforced Polymer.  GFRP  dipilih  karena  material  ini  memiliki  kapasitas  leleh  (fy)  yang  lebih  tinggi dibandingkan baja, namun memiliki nilai elastisitas yang lebih rendah. Pengaruh fy dan elastisitas ini di  analisis  pada  balok  dengan  variasi  rasio  tinggi  efektif  dan  bentang  geser  (a/d).  Dari  hasil pengujian  menggunakan  program  berbasis  bahasa  Fortran,  diperoleh  hasil  berupa  grafik  load  dan deflection. Hasil pengujian menunjukkan bahwa balok dengan tulangan GFRP mampu meningkatkan kemampuan balok menahan beban sebesar a) 24,27%, (b) 24,26%, (c) 24,26%, dan (d) 24,28%. Dan pada grafik juga terlihat bahwa balok dengan tulangan GFRP memiliki deformasi yang lebih besar.
Keywords: GFRP, Beton Bertulang, Kapasitas Balok

## PENDAHULUAN
Sebuah  konstruksi  diharapkan  mampu untuk  menahan  beban  tertentu  sesuai  dengan umur  rencana.  Salah  satu  konstruksi  yang paling  sering  digunakan  adalah  konstruksi menggunakan beton bertulang. Material konstruksi  beton  bertulang  mempunyai  sifat yang  unik  dibandingkan  dengan  material  lain, hal  ini  disebabkan  oleh  beton  bertulang  adalah material  konstruksi  yang  menggunakan  dua jenis  bahan  yang  berbeda  secara  bersamaan yaitu  beton  polos,  yang  memiliki  kekuatan tekan  yang  tinggi  akan  tetapi  mempunyai kekuatan  tarik  yang  rendah,  dan  batangan- batangan baja yang ditanamkan di dalam beton yang  dapat  memberikan  kekuatan  tarik  yang diperlukan.
Kuat  tekan  beton  jauh  lebih  besar  dari kuat  tariknya  sehingga  dalam  penggunaannya sebagai  komponen  struktural  dalam  bangunan sering  dikombinasikan  dengan  batang  tulangan baja  yang  berfungsi  sebagai  pemikul  tegangan tarik.  Sehingga  dengan  kombinasi  tersebut dapat  menutupi  kelemahan  dari  beton  tersebut. Kemampuan  beton  dalam  memikul  tegangan tekan ini yang selalu dikaitkan dengan peranan utama dari beton tersebut.

## Baja Tulangan
Baja  adalah  logam  campuran  yang tediri  dari  besi  (Fe)  dan  karbon  (C).  Jadi  baja berbeda  dengan  besi  (Fe),  alumunium  (Al),
seng  (Zn),  tembagga  (Cu),  dan  titanium  (Ti) yang  merupakan logam  murni. Baja  ditemukan ketika dilakukan penempaan terjadi pencampuran  besi  dengan  bahan  karbon  pada proses  pembakaran,  sehingga  membentuk  baja yang  mempunyai  kekuatan  yang  lebih  besar dari pada besi.
Disamping  kekuatannya  yang  besar untuk  menahan  kekuatan  tarik  dan  kekuatan tekan tanpa membutuhkan banyak volume, baja juga mempunyai sifat-sifat lain yang menguntungkan sehingga menjadikannya sebagai salah satu material yang umum dipakai, diantaranya;
a. Kekuatan tinggi
b. Kemudahan pemasangan
c. Keseragaman
d. Daktilitas ( keliatan )
e. Modulud Elastisitas Besar
Salah  satu  dari  sifat  baja  yang  paling menguntungkan dalam konstruksi adalah elastisitasnya.  Dengan  modulus  yang  besar, struktur  akan  cukup  kaku  sehingga  dapat memberikan  kenyamanan  bagi  pemakai.  Jika dibandingkan  dengan  bahan  yang  lain,  untuk regangan  yang  sama  baja  akan  mengalami tegangan yang lebih besar sehingga kekuatannya lebih optimal.
Gambar 1. Tulangan Baja Sumber :
http://tazziemania.wordpress.com/link-tazzie/

## Tulangan GFRP
Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP)  adalah  material  komposit  yang  terdiri dari fibre (serat) glass yang  disatukan  zat matrik,  seperti epoxy atau polyester .  Matrik  itu sendiri  berfungsi  sebagai  media  penyalur tegangan  ke  serat  dan  melindungi  serat  dari pengaruh  lingkungan  yang  agresif  (Feldman dan Hartono, 1995).
Bahan GFRP sebagai pengganti tulangan  baja  memiliki  keunggulan  yakni; secara  alamiah  lebih  tahan  karat,  berkekuatan tinggi  untuk  menahan  gaya  tarik,  berbobot ringan,  bersifat  transparansi  terhadap  medan magnet  listrik,  dan  dan  kemudahan  dalam fabrikasi serta penyetelan kontruksi pembangunan.
Material GFRP memiliki kapasitas tarik yang  lebih  tinggi  dibandingkan  material  baja. Sehingga  memungkin  jika  digunakan  pada konstruksi beton bertulang untuk meningkatkan kapasitas  beton  bertulang  dalam  menahan beban.  Namun,  material  ini  memiliki  nilai elastisitas yang lebih rendah.

## METODE PENELITIAN
Prosedur  kerja  yang  penulis  lakukan  adalah sebagai berikut:
Gambar 2 Metodologi Penelitian
Material Tabel 1. Propertis material beton Propertis Notasi   Satuan Besar Elastic Modulus Ec MPa 3.03E+04 Poisson'is Ratio - 0.02 Tensile Strength Ft MPa 2.582 Compressive Strength Fc MPa 30 Tabel 2. Propertis material reinforced baja Propertis Notasi   Satuan Besar Elastic Modulus E MPa 2.00E+05 Regangan - 0.05 Tegangan Yield MPa 500 Tegangan Ultimate MPa 630 Tabel 3. Propertis material reinforced GFRP
Perencanaan dimensi balok beton bertulang (perbedaan a/d)
Tinjauan Pustaka dan Literatur Verifikasi Program dengan Referensi Mulai Selesai Penentuan variabel balok beton : Menggunakan  material  tulangan Baja dan GFRP Kesimpulan Analisa Hasil dan Pembahasan Analisa Benda Uji dengan Program Komputer (Fortran)
http://joernal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL
Propertis Notasi   Satuan Besar Elastic Modulus E MPa 5.15E+04 Regangan - 0.02 Tegangan Yield MPa 769.4 Tegangan Ultimate MPa 769.4

## Variasi Model Numerik
Balok  beton  bertulang  di  modelkan  dengan variasi  rasio  bentang  geser  (a/d)  yaitu  a/d=1, a/d=2,  a/d=3  dan  a/d=4.  Analisis  dilakukan pada balok beton bertulang dengan penampang dan ukuran seperti yang terlihat pada gambar 3
Gambar 3 Penampang balok beton bertulang untuk pengujian Tabel 4. Propertis Balok Beton Bertulang

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah dilakukan analisa secara numeric  pada  balok  beton  bertulang  diperoleh hasil berupa grafik load dan deflection. Analisa dilakukan  pada  balok  dengan  a/d  berbeda  hal ini bertujuan untuk melihat perilaku balok baik pada  balok  lentur  (a/d  >2,5)  dan  balok  geser (a/d<2,5) yang diberi tulangan Baja dan GFRP. Hasil analisa terlihat pada gambar 4.
0 100 200 300 400 500 600 0 5 10 15 Lo a d (k N ) Deflection (mm) analitik BS - 01 analitik BG - 01 a. a/d = 1 b. a/d = 2 c. d. a/d = 3 e. a/d = 4 Gambar 4. Load – Deflection balok dengan tulangan baja dan tulangan GFRP tanpa CFRP plate
0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 Lo a d (k N ) Deflection (mm) analitik BS - 02 analitik BG - 02 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20 40 60 80 Lo a d (k N ) Deflection (mm) analitik BS - 03 analitik BG - 03 0 20 40 60 80 100 120 140 0 50 100 150 Lo a d (k N ) Deflection (mm) analitik BS - 04 analitik BG - 04 P a d L AS' AS a P
Pada  penulisan  ini  dilakukan  analisis pada dua jenis material yang berbeda yaitu baja dan  GFRP.  Hal  yang  paling  mendasar  dari perbedaan baja dan GFRP adalah Elastisitasnya,  GFRP  memiliki  elastistas  jauh lebih  rendah  dibandingkan  baja  yaitu    Es  = 200000 MPa sedangkan GFRP Ef= 51477 MPa. Dan  pada  gambar  4  tergambar  GFRP  bersifat getas.  Pada  gambar  diatas  dapat  dilihat  bahwa deformasi  balok  dengan  tulangan  GFRP memiliki  nilai  lebih  besar  jika  dibandingkan deformasi  balok  dengan  tulangan  baja  ,  hal  ini dipengaruhi  oleh  modulus  elastisitas  baja  lebih besar jika dibandingkan dengan GFRP.
Namun,  Balok  dengan  tulangan  GFRP memiliki  kemampuan  menahan  beban  lebih besar dibandingkan balok dengan tulangan baja. Pada  gambar  terlihat  bahwa  kempuan  balok meningkat  sebesar (a)  24,27%, (b)  24,26%,  (c) 24,26%,  dan  (d)  24,28%.  Hal  ini  dipengaruhi oleh  fy  GFRP  lebih  tinggi  dibandingkan tulangan baja.

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  analisa  numerik diketahui bahwa :
1. Elastisitas tulangan yang digunakan pada balok  beton  betulang  memiliki  pengaruh yang besar terhadap deformasi.
2. Analisis  diperoleh  hasil  tulangan  GFRP mampu meningkatkan kemampuan menahan  beban  sebesar  (a)  24,27%,  (b) 24,26%, (c) 24,26%, dan (d) 24,28%.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Alhamdulillah dengan rahmat Allah penulis dapat menyelesaikan penelitian ini. Terimakasih  untuk  keluarga,  dan  FT.UMSB atas dukungan dan doa.

## DAFTAR PUSTAKA
Baja Tulangan Beton (SII 0136-84) Cervenka,  V.  Jendele,  L.  and  Cervenka,  J. “ATENA  Program  Documentation  Part 1, Theory” Prague, February 23. 2011.
Jack,C .Cormac, MC. “Desain Beton
Bertulang” . Erlangga, Jakarta. 2004. Jensen,  A,  Chenoweth,H.  “Kekuatan  Bahan
Terapan”. Erlangga, Jakarta. 1991
Larralde,J.and  Rodriguez.  Silva.  “Bond    and
Slip  of  FRP    Rebars    in    Concrete”. Journal    of  Materials  in    Civil
Engineering,    Vol.    5,    No.1.  February, 1993 Morita, S. and Fujii, S. (1982), “ Bond Capacity of  Deformed  Bars  Due  to  Splitting  of Surrounding Concrete ”, Bond in
Concrete,  edited  by  Bartos.  P.,  Applied Science Publisher, pp. 331-341. Paulay,  T  and  R.Park.  “ Reinforced  Concrete Structure ”.  John  Wiley  &Sons.  Inc. United States of America. 1975