KOLOM BETON BERTULANG BERDASARKAN BENTUK Kolom bertulang dibagi dalam dua kategori ;

ANALISIS CONFINEMENT dan CFRP KOLOM

3.4 KOLOM BETON BERTULANG BERDASARKAN BENTUK Kolom bertulang dibagi dalam dua kategori ;

1. Kolom beton bertulang pendek.

Dikatakan kolom beton bertulang pendek atau kolom pendek jika pada saat pembebanan aksial diberikan pada kolom tersebut terjadi keruntuhan material. Beban yang dapat dipikul ditentukan oleh dimensi penampang dan kekuatan material penyusunnya.

Kolom yang mengalami keruntuhan dikarenakan regangan beton mencapai 0,003 atau tegangan baja yang mencapai fy. Hal tersebut disebabkan kolom yang melentur akibat momen cenderung menimbulkan tekanan pada satu sisi kolom dan tarikan pada sisi yang lainnya. Gaya yang ditimbulkan oleh momen dan beban aksial relatif besar. Berikut gambar memperlihatkan kolom yang memikul beban Pn.

a)Beban aksial besar dan momen diabaikan.

Hal ini diawali dengan keruntuhan pada hancurnya beton hingga semua tulangan dalam kolom mencapai tegangan leleh dalam tekan.

b)Beban aksial besar dan momen kecil. Sehingga seluruh penampang tertekan.

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced

Polymer (Cfrp), 2009.

Jika suatu kolom menerima momen lentur kecil (yaitu, jika eksentrisitas kecil), seluruh kolom akan tertekan tetapi tekanan disatu sisi akan lebih besar dari sisi lainnya. Tegangan tekan maksimum dalam kolom sebesar 0,85fc dan keruntuhan akan terjadi oleh runtuhnya beton dan semua tulangan tertekan.

c)Eksentrisitas lebih besar dari (b) dan momen kecil. Sehingga tarik mulai dari satu kolom.

Jika eksentrisitas ditingkatkan dari kasus sebelumnya, gaya tarik akan mulai terjadi pada satu sisi kolom dan baja tulangan pada sisi tersebut akan menerima gaya tarik yang lebih kecil dari tegangan leleh. Pada sisi lain tulangan mendapat gaya tekan. Keruntuhan akan terjadi karena hancurnya beton pada sisi yang tertekan.

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced

Polymer (Cfrp), 2009.

d)Kondisi beban berimbang, eksentrisitas ditambah.

Saat penambahan eksentrisitas, maka akan tercapai suatu kondisi dimana tulangan pada sisi tarik mencapai leleh dan pada saat bersamaan beton pada sisi lainnya mencapai tekan maksimum 0,85 fc

e)Momen besar, beban aksial relatif kecil

Jika eksentrisitas terus ditambah, keruntuhan terjadi akibat tulangan meleleh sebelum hancurnya beton.

f)Momen lentur besar

Saat momen lentur besar, keruntuhan pada kolom sama dengan keruntuhan pada sebuah balok.

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009 P M M P ∆ M =P∆ 1 2 2. Kolom beton bertulang panjang atau langsing

Pada kolom beton bertulang pendek dibuat sebagai proses evaluasi kelangsingan kolom untuk mendapatkan batas nilai rasio kelangsingan tertentu. Jika sebuah kolom semakin langsing maka kolom tersebut akan semakin mudah mengalami fenomena tekuk. Suatu kolom digolongan langsing apabila dimensi atau ukuran penampang lintangnya kecil dibandingkan dengan tinggi bebasnya (tinggi yang ditopangnya).

Gambar 3.1 : Momen Sekunder atau Momen P.∆

Kolom langsing yang menahan kombinasi beban aksial dengan lentur akan mendapatkan momen lentur tambahan (momen sekunder) akibat efek P.∆

dan mengalami deformasi kearah lateral pada penampang yang ditinjau. Apabila ditinjau suatu kolom langsing yang menahan gaya aksial Pu dengan eksentrisitas e, tampak dengan adanya efek tekuk mengakibatkan momen lentur tambahan

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced

Polymer (Cfrp), 2009.

Pu.e. Tingkat kelangsingan suatu struktur kolom dapat dibuat sebagai rasio kelangsingan.

r Kl_u

………..……….(3.3) Dimana : K = Faktor panjang efektif komponen struktur tekan.

l = Panjang komponen struktur tekan yang tidak ditopang. _u

r = Jari-jari putaran (radius of gyration) potongan lintang komponen struktur tekan ditetapkan 0,30h dimana h ukuran dimensi kolom persegi pada bekerjanya momen atau 0,25 D dimana D adalah diameter kolom bulat.

Untuk menentukan apakah kelangsingan tersebut perlu diperhitungkan atau diabaikan. Maka terlebih dahulu harus dilakukan pemeriksaan untuk komponen tekan dengan pengacu lateral.

r Kl_u

>34-12(M1b/M2b)……….……….……...…(3.4) Dimana M1b dan M2b = Momen ujung-ujung faktor pada kolom yang posisinya berlawanan. Momen–momen tersebut terjadi akibat beban yang tidak menimbulkan goyangan ke samping yang besar, dihitung dengan analisis struktur elastis. Momen M2b bernilai negatif apabila komponen kolom terlentur dalam lengkungan ganda dan positif apabila terlentur dalam lengkungan tunggal.

Untuk komponen struktur tekan tanpa pengaku lateral, atau tidak disokong untuk tertahan ke arah samping, efek kelangsingan dapat diabaikan apabila memenuhi :

r K_u

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced

Polymer (Cfrp), 2009.

Faktor panjang efektif tahanan ujung K bervariasi antara nilai 0,50-2,0 tergantung kondisinya, untuk keadaan tipikal adalah sebagai nilai-nilai berikut ini:

lk=1/2.lV2

2) Sendi-sendi 3) Jepit-Sendi 4) Jepit-jepit

1) Jepit sebelah l lk=2l Pu lk=l Pu Pu lk=1/2.l Pu

Gambar 3.2 : Panjang batang tekuk a. Kedua ujung sendi, tidak bergerak lateral k = 1,0

b. Kedua ujung jepit k = 0,50

c. Satu ujung jepit, ujung lain bebas k = 2,0 d. Kedua ujug jepit, ada gerak lateral k =1,0

Untuk kolom yang merupakan komponen rangka yang dikenal sebagai portal balok – kolom, tahanan ujungnya terletak diantara kondisi sendi – jepit dengan nilai k di antara 0,75 – 0,90. untuk kolom kaku tertahan plat lantai, nilai berkisar di antara 0,95 – 1,0.

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced

Polymer (Cfrp), 2009.

Perencanaan komponen struktur tekan beton bertulang dilakukan dengan menggunakan beban aksial Pu yang didapat dari analisis rangka elastik dan momen rencana yang sudah dibesarkan Mc, yang didefenisikan sebagai berikut:

Mc = db M2b + ds M2s (Pers SK SNI T-15-1991-03)(3.3.6)……(3.6) dimana, indeks 2 menunjuk kepada yang terbesar dari kedua momen ujung

komponen tekan, indeks b menyatakan dengan pengaku atau besar momen – momen yang dihasilkan dari goyangan lateral yang tidak besar, dan indeks s menyatakan momen yang berhubungan dengan goyangan.

Mc = momen rencana yang diperbesar, digunakan hanya untuk merencanakan komponen struktur tekan beton bertulang.

d = faktor pembesar momen, diuraikan menjadi db yaitu faktor pembesar untuk portal dengan pengaku yang mencerminkan pengaruh dari kelengkungan diantara kedua ujung komponen tekan dengan momen adalah akibat beban vertikal atau beban gravitasi, dan ds adalah faktor pembesar momen untuk portal tanpa pengaku yang mencerminkan pergeseran akibat momen ujung dari beban yang menyebabkan goyangan lateral badan seperti beban angin, gempa dan gaya gravitasi.

M2b = momen faktor terbesar pada ujung komponen tekan akibat dari beban yang tidak menyebabkan goyangan besar, momen akibat dari gaya vertikal atau gravitasi, dihitung dengan analisis portal elastik.

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced

Polymer (Cfrp), 2009.

M2s = momen terfaktor terbesar yang terjadi di manapun di sepanjang komponen struktur tekan akibat dari beban yang menyebabkan goyangan lateral besar, dihitung dengan analisis portal elastik.

Untuk rangka struktur yang mengunakan pengaku terhadap goyangan ke arah lateral, misalnya mengunakan dinding geser, momen yang diperhitungkan hanyalah M2b dan faktor pembesar ds≥1.0. Pada umumnya, apabila defleksi lateral bangunan tidak melampaui l /1500, struktur dianggap berpengaku. _n

Faktor db dan ds adalah pembesar momen yang secara empiris dapat ditentukan sebagai berikut :

db = 1.0 1 ≥     − c u m P P C φ ………..………..……....(3.7a) ds = 1.0 1 1 ≥     ∑ ∑ − c u P P φ …….………...….(3.7b)

dimana Pc adalah beban tekuk Euler, Pc =

( )

2 2 u K EI  π _{………..….………....………(3.8)}

dan Pu beban rencana aksial terfaktor, ΣPu dan ΣPc adalah jumlah untuk semua kolom dalam satu tingkat,Cm adalah faktor koreksi seperti ditentukan berikut ini.

Untuk komponen struktur ditopang tertahan ke arah samping (berpengaku) dan tanpa beban tranversal pada dukungan,

Cm = 0.60 + 0.40 0.40 2 1 ^≥   b b M M ………....…(3.9)

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced

Polymer (Cfrp), 2009.

dimana M1b≤M2b, sedangakan untuk kelengkungan tunggal 0 2 1 > b b M M

apabila hasil dari analisis struktur menunjukan bahwa di kedua ujung tidak terdapat momen, rasio M1b/M2b diambil sama dengan satu. Sedangkan eksentrisitas ujung yang di dapat kurang dari (15 + 0.03h)mm, momen ujung yang didapat dari perhitungan boleh digunakan untuk menentukan rasio M1b/M2b. Apabila perhitungan menunjukan bahwa pada kedua ujung komponen struktur kolom, baik berpengaku maupun tidak, tidak terdapat momen atau eksentrisitas ujung kurang dari (15 + 0.003h)mm, maka M2b harus didasarkan pada eksentrisitas minimum (15 + 0.003h)mm terhadap setiap sumbu utama secara terpisah (lihat SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.3.11 ayat 5.5). untuk komponen struktur lainnya, Cm ditentukan sama dengan 1.0.

Didalam ungkapan Pc, peraturan SK SNI T-1991-03 pasal 3.3.11 ayat 5.2 memberikan ketentuan untuk perhitungan EI sebagai berikut :

Apabila memperhitungakan dampak sifat nonelastik beton, retak, dan rangkak untuk pembebanan jangka panjang, maka nilai EI diperhitungkan sama dengan blok terlentur tanpa beban aksial :

EI =

(

)

se s g c I E I E β + ^   ₊ 1 5 . …………..………...(3.10a) untuk komponen kolom bertulangan sedikit (ρg≤3%) dapat dihitung secara konservatif. EI =

(

)

g c I E β + 1 50 . 2 . ………..…...(3.10b) dimana, Ec = modulus elastisitas beton

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced

Polymer (Cfrp), 2009.

Es = modulus elastisitas baja tulangan

Ig = momen inersia beton kotor (penulangan diabaikan) terhadap sumbu berat penampang

Ise = momen inersia terhadap sumbu pusat penampang komponen struktur

Bd =bagian dari momen rencana yang dianggap memberikan kontribusi tetap terhadap deformasi, biasanya ditentukan sebagai nilai banding dari momen beban mati terfaktor maksimum terhadap momen beban total terfaktor maksimum, nilainya selalu positif.

Dalam dokumen Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) (Halaman 45-54)