Kolom adalah komponen struktur bangunan yang fungsi utamanya adalah meneruskan beban dari sistem lantai ke fondasi. Sebagai bagian dari suatu kerangka bangunan dengan fungsi dan peran tersebut, kolom menempati posisi penting di dalam sistem struktur bangunan. Kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya, atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan struktur bangunan. Pada umumnya kegagalan atau keruntuhan komponen tekan tidak diawali dengan tanda peringatan yang jelas, bersifat mendadak.
Oleh karena itu, dalam merencanakan struktur kolom harus memperhitungkan secara cermat dengan memberikan cadangan kekuatan lebih tinggi daripada untuk komponen struktur lainnya. Selanjutnya, oleh karena penggunaan didalam praktek umumnya kolom tidak hanya bertugas menahan beban aksial vertikal, defenisi kolom diperluas dengan mencakup tugas menahan kombinasi beban aksial dan momen lentur. Atau dengan kata lain, kolom harus diperhitungkan untuk menyangga beban aksial tekan dengan eksentrisitas tertentu. Secara garis besar ada tiga jenis kolom bertulang, yaitu:
1. Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral. Kolom ini merupakan kolom beton yang ditulangi dengan batang tulangan pokok memanjang, yang pada jarak spesi tertentu diikat dengan pengikat sengkang ke arah lateral. Sengkang tersebut berfungsi untuk mengurangi bahaya pecah (spliting) beton yang dapat mempengaruhi daktilitas kolom tersebut.
2. Kolom menggunakan pengikat spiral. Bentuknya sama dengan pengikat lateral, hanya saja sebagai pengikat tulangan pokok memanjang adalah tulangan spiral
yang dililitkan keliling membentuk heliks menerus di sepanjang kolom. Lilitan melingkar atau spiral memberikan tekanan kekang (confine) di sekeliling penampang.
3. Struktur kolom komposit. Merupakan komponen struktur tekan yang diperkuat pada arah memanjang dengan gelagar baja profil atau pipa, dengan atau tanpa diberi tulangan pokok memanjang.
Gambar 2.21 Jenis-Jenis Kolom
(Dikutip dari buku Istimawan Dipohusodo, Struktur Beton Bertulang)
Perbedaan kekuatan kolom spiral dengan sengkang baru terlihat pada kondisi pasca puncak. Untuk itu diperlihatkan prilaku kedua kolom tersebut berdasarkan kurva beban lendutan. Pada tahap awal sampai puncak, kedua kolom memperlihatkan prilaku yang sama. Setelah beban maksimum tercapai dan mulai mengalami kondisi plastis, maka terlihat bahwa kolom sengkang akan mengalami keruntuhan terlebih dahulu yang sifatnya mendadak (non daktail), sedangkan kolom spiral masih bertahan (daktail)
Gamabr 2.22 Perilaku Keruntuhan Kolom Sengkang dan Spiral (Dikutip dari buku Wiryanto Dewobroto, Aplikasi Rekayasa Konstruksi)
Kolom spiral digunakan jika daktilitas sangat dipentingkan atau beban yang besar sehingga cukup efisien untuk memanfaatkan nilai φ (faktor reduksi) spiral yang lebih tinggi, yaitu 0,70 dibandingkan φ pakai sengkang yaitu 0,65.
II.4.2. Hubungan Beban Aksial dan Momen
Gambar 2.23 Hubungan Beban Aksial-Momen-Eksentrisitas (Dikutip dari buku Istimawan Dipohusodo, Struktur Beton Bertulang)
Pada gambar diatas dpat dijelaskan bahwa kesepadanan statika antara beban aksial eksentrisitas dengan kombinasi beban aksial-momen. Apabila gaya dari beban Pu bekerja pada penampang kolom berjarak e terhadap sumbu seperti terlihat
pada gambar (a), akibat yang ditimbulkan akan sama dengan apabila suatu pasangan yang terdiri dari gaya beban aksial Pu pada sumbu dan momen, Mu
= Pu e, bekerja serentak bersama-sama seperti tampak pada gambar (c). Dengan
demikian dapat disimpulkan bahwa apabila suatu pasangan momen rencana terfaktor Mu dan beban rencana terfaktor Pu bekerja bersama-sama pada suatu
komponen struktur tekan, hubungannya dapat dituliskan sebagai berikut:
e =
Pu Mu
Untuk suatu penampang tertentu, hubungan tersebut diatas bernilai konstan dan memberikan variasi kombinasi beban lentur dan beban aksial dalam banyak cara. Apabila dikehendaki eksentrisitas yang semakin besar, beban aksial Pu harus
berkurang sedemikian rupa sehingga kolom tetap mampu menopang kedua beban, beban aksial Pu dan momen Pu e. Sudah tentu besar atau jumlah pengurangan Pu
yang diperlukan sebanding dengan peningkatan besarnya eksentrisitas.
II.4.3. Penampang Kolom Bertulangan Seimbang
Perencanaan kolom pada umumnya menggunakan penulangan simetris, yaitu penulangan pada kedua sisi yang berhadapan sama jumlahnya. Tujuan utamanya adalah mencegah terjadinya kesalahan atau kekeliruan penempatan tulangan yang dipasang. Penulangan simetris juga diperlukan apabila ada kemungkinan terjadinya gaya bolak-balik pada struktur misalnya karena arah gaya angin atau gempa. Seperti deketahui, kuat beban aksial sentris niminal atau teoritis
untuk suatu penampang kolom pada hakekatnya adalah merupakan penjumlahan kontribusi kuat beton (Ag – Ast)0,85fc’ dan kuat tulangan baja Ast fy.
Luas penampang tulangan baja Ast adalah jumlah seluruh tulangan pokok
memanjang. Karena yang bekerja adalah beban sentris, dianggap keseluruhan penampang termasuk tulangan pokok memanjang menahan gaya desak secara merata. Dengan sendirinya pada penampang seperti ini tidak terdapat garis netral yang memisahkan daerah tarik dann tekan. Apabila beban aksial tekan bekerja eksentris pada sumbu kolom maka timbul tegangan yang tidak merata pada penampang, bahkan pada nilai eksentrisitas tertentu dapat mengakibatkan timbulnya tegangan tarik. Dengan demikian penampang kolom terbagi menjadi daerah tekan dan tarik, demikian pula tugas penulangan baja dibedakan sebagai tulangan baja tekan (As’) yang dipasang di daerah tekan dan tulangan baja tarik (As)
yang dipasang di daerah tarik.
Berdasarkan regangan yang terjadi pada batang tulangan baja, awal kehancuran atau keruntuhan penampang kolom dapat dibedakan menjadi dua kondisi, yaitu:
1. Kehancuran karena tarik, diawali dengan luluhnya batang tulangan tarik. 2. Kehancuran karena tekan, diawali dengan hancurnya beton tekan.
Jumlah tulangan baja tarik sedemikian sehingga letak garis netral tepat pada posisi saat akan terjadi secara bersamaan regangan luluh pada tulangan baja tarik dan regangan beton desak maksimum 0,003. Kondisi keseimbangan regangan tersebut menempati posisi penting karena merupakan pembatas antara kedua keadaan penampang kolom beton bertulang yang berbeda dalam cara hancurnya, yaitu hancur karena tarik dan hancur karena tekan, dengan demikian kondisi
keseimbangan regangan merupakan indikator yang sangat berguna dalam menentukan cara hancurnya.
II.4.4. Faktor Reduksi Kekuatan Untuk Kolom
Persyaratan dalam memberikan pembatasan tulangan untuk komponen struktur yang di bebani kombinasi lentur dan aksial tekan tersebut selaras dengan konsep daktilitas komponen struktur yang menahan momen lentur dengan beban aksial, dimana di kehendaki agar keruntuhan diawali dengan meluluhnya batang tulangan tarik terlebih dahulu.
Sejalan dengan hal tersebut, untuk komponen dengan beban aksial kecil diijinkan untuk memperbesar faktor reduksi kekuatannya, lebih besar dari nilai yang digunakan bila komponen yang bersangkutan hanya menahan beban aksial tekan sentris. Seperti diketahui bahwa:
1. Untuk komponen yang menahan lentur murni tanpa beban aksial, digunakan faktor reduksi kekuatan Ø = 0,80;
2. Untuk kolom dengan pengikat spiral sejauh ini digunakan faktor reduksi kekuatan Ø = 0,70;
3. Sedangkan untuk kolom pengikat sengkang digunakan faktor reduksi kekuatan Ø = 0,65.
Seperti diketahui, kolom yang dibebani eksentrisitas akan menahan beban aksial maupun momen. Sehingga dapat disimpulkan bahwa untuk kasus dimana kolom dengan beban aksial kecil tetapi pasangan momennya besar dapat diberlakukan seperti komponen struktur lentur, atau balok pada umumnya.