Kajian Eksperimental Dan Numerik Perkuatan Balok Dengan Menggunakan Carbon Fiber Reinforced Polymer Dengan Beban Lentur Murni

(1)

TESIS

Oleh

IMMANUEL PANUSUNAN TUA PANGGABEAN

107016009/TS

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

KAJIAN EKSPERIMENTAL DAN NUMERIK PERKUATAN

BALOK DENGAN MENGGUNAKAN CARBON FIBER REINFORCED

POLYMER DENGAN BEBAN LENTUR MURNI

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik

dalam Program Studi Teknik Sipil

pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh

IMMANUEL PANUSUNAN TUA PANGGABEAN

107016009/TS

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

Nama Mahasiswa

:

Immanuel Panusunan Tua Panggabean

Nomor Pokok

:

107016009

Program Studi

:

Teknik Sipil

Menyetujui

Komisi Pembimbing

(Dr. Ing. Hotma Panggabean)

(Ir. Daniel Rumbi Teruna, M.T.)

Ketua

Anggota

Ketua Program Studi

Dekan

(4)

Telah diuji pada

Tanggal

: 30 Januari 2014

PANITIA PENGUJI TESIS

KETUA

:

Dr. Ing. Hotma Panggabean.

Anggota

:

Ir. Daniel Rumbi Teruna, M.T.

Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan.

Ir. Sanci Barus, M.T.

(5)

pada bangunan, atau menurunnya kekuatan dari struktur bangunan. Ada beberapa

cara untuk mengembalikan kemampuan struktur memikul beban dan salah satunya

adalah menambah pelat CFRP di bawah balok sebagai bahan perkuatan.

Tesis ini menyajikan hasil penelitian terhadap 3 (tiga) buah balok beton bertulang

yang berdimensi penampang 150 mm x 300 mm x 2400 mm dalam memikul beban

yang menghasilkan lentur murni dan ketiga benda uji tersebut dibedakan atas besar

diameter pada tulangan tarik yang diperkuat dengan 3 (tiga) variasi jumlah dan

panjang CFRP, setelah dibebani sampai 80% dari beban ultimit rencana.

Perhitungan pendahuluan untuk langkah pembebanan yang lebih akurat dilakukan

sebelum pelaksanaan pembuatan benda uji. Dan dari perhitungan awal ditetapkan

bahwa diameter tulangan yang dipakai mulai dari



8mm sebagai tulangan sengkang,

tulangan utama dari mulai



10, 12 dan 14 mm).

Pengamatan dilakukan dengan 2 (dua) metode yaitu secara eksperimen, dan numerik

menggunakan perangkat lunak program metode numerik. Pada prinsipnya analisis

yang dilakukan terhadap pengamatan model benda uji dengan metode di atas adalah

naiknya kapasitas kekuatan balok setelah dipasang CFRP, dan mengamati pola

keruntuhan akibat pembebanan yang diberikan, baik sebelum dan sesudah siperkuat.

Hasil yang diperoleh, bahwa terjadi kenaikan kemampuan yang signifikan terhadap

perilaku balok dalam menahan beban dilihat dari kenaikan kemampuan balok

terhadap pertambahan beban sampai balok runtuh.

Hal lain yang menarik yaitu berpindahnya tempat keruntuhan balok dari pola

pembebanan sebelum dan sesudah diperkuat dengan CFRP. Balok sebelum diperkuat

cenderung berada pada tempat momen maksimum sementara setelah balok dipasang

perkuatan dengan CFRP, maka keruntuhan terjadi pada ujung-ujung CFRP.

(6)

ABSTRACT

Beam is an element of structure which is used to receive load. The load increasing

because of the change in the function of structure, the addition of load on to the

building, or the declining strength of the structure building. There are several ways to

restore the capability of the structure to carry the load and one of them is toad CFRP

plate under the beam as the reinforcing material.

This thesis presents the result of study on 3 (three) reinforced concrete beams with

the dimensions of its longitudinal section of 150 mm x 300 mm x 2400 mm in carrying

the load that produces natural curve and the three test materials was differenciated

based on the diameter of stretching frame reinforced with 3 (three) variations of the

number and length of CFRP plate after being loaded up to 80% of planned ultimate

load.

Preliminary calculation for the more accurate step of loading was done before the

making of test materials was implemented. Based on this preliminary calculation, it

was determined that the diameter of frames used commenced from



8 mm for the

crossbar frame and commences from



10, 12 and 14 mm for the main frames.

Observation was done by using 2 (two) methods such as experimental and numerical

methods through software program of numerical method. Principally, the analysis

used to observe the model of test material with the method mentioned above was that

the carrying capacity of the beam increased after the CFRP plate was affixed, and the

pattern of collapse due to the load given either before or after being reinforced was

observed.

The result of this study showed that the carrying capacity of the beam in holding back

the load significantly increased seen from the increasing ability of the beam to carry

the added load until the beam collapsed.

The other interesting thing is that the place where the beam collapse moved from the

pattern of loading before and after being reinforced with CFRP plate. Before being

reinforced, the beam collapsed in the place where the maximum moment occurred

while after being reinforced with CFRP plate, the collapse occur in the edges of

CFRP plate.

(7)

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis

! "# $# % &'

( # ) !

adalah karya saya dan belum pernah

diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi

yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari

penulis lain telah disebutkan dalam tesis ini dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Medan, 30 Januari 2014

(8)

KATA PENGANTAR

S

eg

ala h

o

rm

at

* +,- ./0 1 / 0,2, 3

sy

4/ 0/

y

5 / 6. 7,4 /0 *

s

85/5 4/ 0

y

/ 9 ./:/ 4

y

/06

: // 2

y

,0;,21.

s

8<5/ 4 =

98 06/0

s

8 6/: /28 38 01/4 /04/

t

.* >8 0,: .

s

< 8 0

y

// 2/ 0

t

8 3.< /2/

s

.4/ 06

y

s

8 58

s

/ 3 ? 58

s

/ 30/

y

28+ /1/ @ /+/2 9 3= A06= B C;< / >/066/5 8/0

s

8:/2,+8< 5 .<5 . 061/:/<78

s

.

s

y

/06 583-, 1,:

Kajia

D

Eksperime

D

tal da

D

Numerik Perkuata

D

Balok de

D

ga

D

Me

D

ggu

D

aka

D

Carb

ED

Fiber Rei

D

fo

rced Polymer de

D

ga

D

Beba

D

Le

D

tur Mur

D

i

,

s

85/ 6/ .

s

/:/ 4

s

/

tu

sy

/3/

t

1/:/< < 808:8

y

s

/ .2/ 0 > 3C63/<F/6.

st

83 782 0.2 G .+.: , 0,2

t

< 8<+8 3C:8 468:/3F/ 6.

st

8 3782 0.2HF7 I=

Ucapan terima kasih juga kepada seluruh dosen dan staf pada Program Magister

Teknik Sipil, kepada bapak saya Ir. Ardin Panggabean, ibu pengganti Diak.

Tiramayana Sitinjak, isteri Klarensya Pakpahan, S.Pd dan anak-anakku Ester

Panggabean dan Raphael Panggabean, serta khusus kepada Valentana Tarigan dan

Irwansyah serta rekan mahasiswa Angkatan 2010 Program Magister Teknik Sipil

USU dan semua pihak yang telah membantu penyelesaian tesis ini.

Perubahan fungsi bangunan, penambahan beban pada bangunan, atau

menurunnya kekuatan dari struktur bangunan adalah hal yang biasa terjadi pada suatu

sistem struktur bangunan.

Perubahan tersebut memerlukan peningkatan Faktor Keamanan dari struktur

bangunan tersebut dengan memberi kekuatan yang baru pada sistem bangunan

(9)

TUK YRKV OKQ

t

RNL RKVKQ TK

s

KL JKLRpQq K

t

K

u

TU

s

NRP r o PSK s ^ ci ts ub`f d ^_`ab ca_defb gahif jklabvw

\ NQPX U

s

YNQK TKLU

y

RKQ

y

KO ON OPLKQ SKQ K Q S

y

KTK TKXK Y MNQKoUKQ

y

RKV KQ WN

s

U

s

U QU wxKLKMKQM NQPX U

s

qy N YpSK

t

PX U

s

KQUQUTKMK

t

RNL YKQ zKK

t

RK SUOU

t

K

s

N YPK w

{ NTKQq|}~ KQPKLU

2014

\ NQPXU

s

(10)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. DATA PRIBADI

Nama

: Immanuel Panusunan Tua Panggabean

Tempat/ Tanggal lahir

: Medan, 30 November 1974

Alamat

: Jl. Pasar II Gg. Rapi no. 3 Tanjung Sari Medan

Email

:

nuelgabe@yahoo.com

Jenis Kelamin

: Laki-laki

Agama

: Protestan

B. RIWAYAT PENDIDIKAN

1981-1987

: SD Negeri Jl Sei Petani

1987-1990

: SMP Negeri I Medan

1990-1993

: SMA Negeri I Medan

1993-2000

: Universitas Sumatera Utara, Fakultas Teknik Jurusan

Teknik Sipil

2010-2014

: Universitas Sumatera Utara, Fakultas Teknik, Program

Studi Magister Teknik Sipil, Konsentrasi Struktur.

C. RIWAYAT PEKERJAAN

2001-2006

: GKW-Consult, MMUDP ADB Loan 1587 INO.

2007-2010

: SMEC Int. Pty.Ltd, pada BRR NAD-NIAS MDF

Grant Project

(11)

x

DAFTAR TABEL ...

xiii

DAFTAR NOTASI ...

xv

BAB I

PENDAHULUAN

...

1

1.1.

¡¢£¤ ¥¦

...

1

1.2.

§¢¨© ª¥«ª£ ¬

...

2

1.3.

®¯ ®¥§¢¥ ®£°ª¥

...

3

1.4.

±°ª¢¨° ¤§¢¥ ®£°ª¥

...

3

BAB II

STUDI PUSTAKA

...

5

2.1.

¡ ¢²¥¡¢ ®£ ¥¦

...

5

2.2.

³¢£¢©°¬¥¡¢²¥¡¢ ®£¥ ¦´£¨± ®¤®

...

5

2.3.

³¢£¢¨¬¥¡ ¢²¥¡¢ ®£¥ ¦´£ ¨± ®¤®

...

6

2.4.

±¢¯ ¬µ¶ §

...

7

2.5.

§¢¥ ¦¦®¥ ¥ µ¶ §·´± ®¤ ® ¡¥¦®¥¥

...

8

2.6.

«¢ °£¸¹º»¸¼½ ¾¿¹¾¼ÀÁÂ¿Ã¾ÄºÂÅ

y

Æ ¾¿ ÇÈ

...

8

2.7.

±° ¤É ©²´®

ª¢© ¦°¡ ¬¥§¢£

F

¶ §

...

9

2.8.

±° ¤´®

-30

ª¢© ¦°¡¬¥§¢ ¢¤»Ê ÂÀÄ¼ ÀËÈ

...

11

2.9.

Ì¥ £ °ª°ª¢¥ ® ¡£² ¤¡¢ ²¥¡¢ ®£¥¦

...

12

(12)

2.12.

ÍÎÏÐÑ

Numerik pada Program Numerik ...

17

2.12.1 Parameter Kekuatan

Ò ÓÔÕÖ ×Ø ×

Damage Plasticity ...

17

2.12.2 Kurva Tegangan Regangan pada Pembebanan Uniaxial

19

2.12.3 Matriks Elemen

Truss

T3D2 ...

20

Solid

C3D8 ...

21

BAB III

PENGUJIAN LABORATORIUM DAN SIMULASI

...

23

3.1.

Pengantar Pengujian Laboratorium ...

23

3.2.

Pembuatan Benda Uji ...

24

3.3.

Pemodelan Pengujian Laboratorium ...

24

3.4.

Pengamatan Lendutan pada Beban 80% dari Beban Ultimit ...

26

3.5.

Pengamatan Regangan pada Beban 80% dari Beban Ultimit ...

27

3.6.

Pemodelan Pemasangan Pelat CFRP ...

29

3.7.

Pengamatan Lendutan Balok dengan Perkuatan Pelat CFRP

dengan pembebanan sampai Runtuh ...

30

3.8.

Pengamatan Regangan Balok dengan Perkuatan Pelat CFRP

dengan pembebanan sampai Runtuh ...

31

3.9.

Pengantar Pemodelan Balok dan Beban Balok pada Program

Metode Numerik ...

32

3.10 Pemodelan Balok dan Beban Balok pada Program Numerik ....

36

3.10.1 Model Elemen ...

36

3.10.2 Perilaku Material ...

37

3.10.3 Hubungan antar Elemen ...

38

3.10.4 Pembebanan dan

Boundary Condition

...

38

3.10.5 Model Balok sebelum diperkuat dengan CFRP pada

Program Numerik ...

38

(13)

4.1.2

Þ ßàáâ ãÜÚàäâ ÚåæÚíÜçæâ Ý ÚàáÚàèÚ ãÚ

...

41

4.1.3

Þ ßàáâ ãÜÚàîßàêâåÚàèÚÝé ç

...

41

4.1.4

ÙÚÛ ÜÝÞ ßàáâã ÜÚàï ßáÚàáÚ àèÚÝéç

...

45

4.1.5

Þ ßàáâ ãÜÚàîßàêâåÚàèÚÝé çêÜðßí çâÚåêßà áÚàñ

F

ï Þ

...

48

4.1.6

ÙÚÛ ÜÝÞ ßàáâçâíÚàïßáÚà áÚàèÚÝéçêÜðßíçâÚåêßà áÚà ñ

F

ï Þ

...

51

4.2.

ëàÚÝÜÛÜÛÙÚÛÜÝÞ ßàáâ ãÜÚà

...

52

4.2.1

ëàÚÝÜÛÜÛ ÙÚÛÜÝÞ ßàáâ ãÜÚà îßàêâåÚàðÚêÚèÚÝéç

...

52

4.2.2

ëàÚÝÜÛÜÛÞéÝÚäßíâàåâòÚ àèÚÝéçÛ ßóßÝâìêÚàÛßÛâêÚò êÜðßí çâÚåêßà áÚàñ

F

ï Þ

...

56

4.3.

ëàÚÝÜÛÜÛô ÜìâÝÚÛÜ

Numerik ...

57

4.3.1

Analisis Lendutan Benda Uji I...

57

4.3.2

Analisis Lendutan Benda Uji II ...

57

4.3.3

Analisis Lendutan Benda Uji III ...

58

4.3.4

Analisis Tegangan-Regangan ...

59

4.3.5

Simulasi Pola Retak Benda Uji I...

59

4.3.6

Simulasi Pola Retak Benda Uji II ...

60

4.3.7

Simulasi Pola Retak Benda Uji III ...

61

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

...

62

5.1.

Kesimpulan ...

62

5.2.

Saran ...

63

DAFTAR PUSTAKA

(14)

DAFTAR GAMBAR

No

Judul

Hal

Gambar 2.1

Diagram Tegangan ultimit ...

12

Gambar 2.2

Reduksi faktor kekuatan sebagai fungsi daktilitas

(ACI 440 2R 02)

13

Gambar 2.3

Distribusi tegangan penampang persegi tegangan pada pembebanan

lentur ultimit (ACI 440 2R 02) ...

14

Gambar 2.4

Distribusi tegangan regangan elastis (ACI 440 2R 02) ...

15

Gambar 2.5

Tampilan Program Analisis FRP keluaran PT.SIKA ...

16

Gambar 2.6

Drucker Prager Boundary (P. KMIECIK) ...

17

Gambar 2.7

Modifikasi kegagalan permukaan (Manual Program Numerik) ....

18

Gambar 2.8

Kekuatan beton di bawah tegangan biaxial

(Manual Program Numerik)

18

Gambar 2.9

Kekuatan beton di bawah tarik uniaxial

19

Gambar 2.10 Kekuatan beton di bawah tekan uniaxial

19

Gambar 2.11 Idealisasi Elemen

Truss

(G.R. Liu) ...

20

Gambar 2.12 Idealisasi Elemen

Solid

(G.R. Liu) ...

21

Gambar 3.1

Dimensi Penampang Benda Uji...

24

Gambar 3.2

Tipikal Penulangan Benda Uji I, Benda Uji II dan Benda Uji III ..

24

Gambar 3.3

Benda Uji I (Tulangan tekan 2



10 dan tulangan tarik 3



10) ...

25

Gambar 3.4

Benda Uji II (Tulangan tekan 2



10 dan tulangan tarik 3



12)....

25

Gambar 3.5

Benda Uji III (Tulangan tekan 2



10 dan tulangan tarik 3



14) ..

25

Gambar 3.6

Tumpuan, Letak Beban dan letak dial ...

26

Gambar 3.7

Alat Jack dengan kemampuan 25 ton ...

26

Gambar 3.8

Dial Jack 25 ton ...

27

Gambar 3.9

Titik-titik Pengamatan Regangan ...

28

Gambar 3.10 Alat Pengukur Regangan ...

28

Gambar 3.11 CFRP direkatkan di bagian bawah di antara tumpuan balok ...

29

(15)

Gambar 3.17 Menu pada Modul

Assembly

...

33

Step

...

34

Interaction

...

34

Load

...

35

Mesh

...

35

Job

...

36

Gambar 3.23 Model Elemen ...

36

Gambar 3.24 Perilaku Material ...

37

Gambar 3.25 Balok yang sudah dirakit dengan tulangan ...

38

Gambar 3.26 Elemen Balok yang sudah dimeshing...

38

Gambar 3.27 Balok yang sudah diberi beban...

38

Gambar 3.28 Balok dengan CFRP yang sudah dirakit dengan tulangan ...

39

Gambar 3.29 Elemen Balok dengan CFRP yang sudah dimeshing ...

39

Gambar 3.30 Balok dengan CFRP yang sudah diberi beban ...

39

Gambar 4.1

Grafik Hasil Benda Uji I Beban (ton) vs Lendutan (mm) ...

41

Gambar 4.2

Grafik Hasil Benda Uji II Beban (ton) vs Lendutan (mm)...

44

Gambar 4.3

Grafik Hasil Benda Uji III Beban (ton) vs Lendutan (mm) ...

45

Gambar 4.4

Letak regangan pada diagram regangan ...

45

Gambar 4.5

Letak Regangan yang Diukur ...

46

Gambar 4.6

Grafik Hasil Benda Uji I diperkuat dengan CFRP Beban (ton) vs

Lendutan (mm) ...

48

Gambar 4.7

Grafik Hasil Benda Uji II diperkuat dengan CFRP Beban (ton) vs

Lendutan (mm) ...

49

Gambar 4.8

Grafik Hasil Benda Uji III diperkuat dengan CFRP Beban (ton) vs

Lendutan (mm) ...

50

(16)

Gambar 4.10 Grafik Hasil

Benda Uji II sebelum dan sesudah diperkuat dengan CFRP

Beban (ton) vs Lendutan (mm)

...

54

Gambar 4.11 Grafik Hasil

Benda Uji II sebelum dan sesudah diperkuat dengan CFRP

Beban (ton) vs Lendutan (mm)

...

55

Gambar 4.12 Pola retak Balok sebelum diperkuat dengan CFRP ...

56

Gambar 4.13 Pola retak Balok sesudah diperkuat dengan CFRP ...

56

Gambar 4.14 Grafik Hasil Benda Uji I secara

Analitis, Eksperimen dan Numerik

57

Gambar 4.15 Grafik Hasil Benda Uji II secara

Analitis, Eksperimen dan Numerik

58

Gambar 4.16 Lendutan Benda Uji III secara Analitis, Eksperimen dan Numerik

58

Gambar 4.17 Grafik Tegangan- regangan Eksperimen vs Numerik Benda Uji I,

Benda Uji II dan Benda Uji III ...

59

Gambar 4.18

Pola retak Balok Benda Uji I sebelum diperkuat dengan CFRP (Program

Numerik)

...

60

Gambar 4.19

Pola retak Balok Benda Uji I sesudah diperkuat dengan CFRP (Program

Numerik)

...

60

Gambar 4.20

Pola retak Balok Benda Uji II sebelum diperkuat dengan CFRP (Program

Numerik)

...

60

Gambar 4.21

Pola retak Balok Benda Uji II sesudah diperkuat dengan CFRP (Program

Numerik)

...

61

Gambar 4.22

Pola retak Balok Benda Uji III sebelum diperkuat dengan CFRP (Program

Numerik)

...

61

Gambar 4.23

Pola retak Balok Benda Uji III sesudah diperkuat dengan CFRP (Program

(17)

õö÷øù

2.1

ú øûüöýöþýÿ ÿ ûöùö ÿ öýøÿöù øûüö ýöþ

...

9

õö÷øù

2.2

õÿ ÿ ûöù ÿûö ö÷ü ùö ýø

...

11

õö÷øù

2.3

ö ö øýø

(

ö

Numerik) ...

19

Tabel 3.1

Penulangan Benda Uji ...

23

Tabel 3.2

Tahapan Penambahan Beban pada Pengamatan Lendutan...

27

Tabel 3.3

Tahapan Penambahan Beban pada Pengamtan Regangan ...

29

Tabel 3.4

Tahapan Penambahan Beban pada Pengamatan Lendutan Balok

dengan CFRP ...

31

Tabel 3.5

Tahapan Penambahan Beban pada Pengamatan Regangan Balok

dengan CFRP ...

31

Tabel 4.1

Kuat Tekan Beton Benda Uji I dengan Alat HammerTest ...

40

Tabel 4.2

Kuat Tekan Beton Benda Uji II dengan Alat HammerTest ...

40

Tabel 4.3

Kuat Tekan Beton Benda Uji III dengan Alat HammerTest ...

41

Tabel 4.4

Kuat Tarik Tulangan Baja Polos ...

41

Tabel 4.5

Hasil Pengujian Lendutan Benda Uji I ...

42

Tabel 4.6

Hasil Pengujian Lendutan Benda Uji II...

43

Tabel 4.7

Hasil Pengujian Lendutan Benda Uji III ...

44

Tabel 4.8

Hasil Pengukuran Regangan Benda Uji I ...

46

Tabel 4.9

Hasil Pengukuran Regangan Benda Uji II...

47

Tabel 4.10

Hasil Pengukuran Regangan Benda Uji III ...

47

Tabel 4.11

Hasil Pengujian Lendutan Benda Uji I diperkuat dengan CFRP....

48

Tabel 4.12

Hasil Pengujian Lendutan Benda Uji II diperkuat dengan CFRP ..

49

Tabel 4.13

Hasil Pengujian Lendutan Benda Uji III diperkuat dengan CFRP .

50

Tabel 4.14

Hasil Pengukuran Regangan Benda Uji I diperkuat dengan CFRP

51

Tabel 4.15

Hasil Pengukuran Regangan Benda Uji II diperkuat dengan CFRP

51

(18)

4.17

Uji I sebelum dan sesudah diperkuat

dengan CFRP ...

53

Tabel 4.18

Hasil Pengujian Lendutan Benda Uji II sebelum dan sesudah diperkuat

dengan CFRP ...

54

Tabel 4.19

Hasil Pengujian Lendutan Benda Uji III sebelum dan sesudah

(19)

A s

= luas tulangan tekan

b

= lebar balok

h

= tinggi balok

d

= lebar balok

f c

= kuat tekan beton

fy

= tegangan leleh baja

C

= Tegangan beton

T

= Tegangan Baja

c

= jarak dari sisi atas ke garis netral.

1

= regangan yang diukur pada jarak 50 mm dari sisi atas balok.

2

= regangan yang diukur pada garis tengah penampang balok.

3

= regangan yang diukur pada jarak 50 mm dari sisi bawah balok.



c

= regangan beton pada sisi atas penampang balok.



s

= regangan pada tulangan baja.

P

= Gaya aksial

I

= Inersia

Ma

= Momen ijin

Mu

= Momen ultimit

E

= Modulus Elastisitas

Es

= Modulus Elastisitas Baja

L

= Panjang

Vu

= Gaya geser Ultimit

(20)

ABSTRAK

Balok merupakan elemen struktur yang digunakan untuk menerima beban. Beban

yang bertambah sebagai akibat dari perubahan fungsi struktur, penambahan beban

pada bangunan, atau menurunnya kekuatan dari struktur bangunan. Ada beberapa

cara untuk mengembalikan kemampuan struktur memikul beban dan salah satunya

adalah menambah pelat CFRP di bawah balok sebagai bahan perkuatan.

Tesis ini menyajikan hasil penelitian terhadap 3 (tiga) buah balok beton bertulang

yang berdimensi penampang 150 mm x 300 mm x 2400 mm dalam memikul beban

yang menghasilkan lentur murni dan ketiga benda uji tersebut dibedakan atas besar

diameter pada tulangan tarik yang diperkuat dengan 3 (tiga) variasi jumlah dan

panjang CFRP, setelah dibebani sampai 80% dari beban ultimit rencana.

Perhitungan pendahuluan untuk langkah pembebanan yang lebih akurat dilakukan

sebelum pelaksanaan pembuatan benda uji. Dan dari perhitungan awal ditetapkan

bahwa diameter tulangan yang dipakai mulai dari



8mm sebagai tulangan sengkang,

tulangan utama dari mulai



10, 12 dan 14 mm).

Pengamatan dilakukan dengan 2 (dua) metode yaitu secara eksperimen, dan numerik

menggunakan perangkat lunak program metode numerik. Pada prinsipnya analisis

yang dilakukan terhadap pengamatan model benda uji dengan metode di atas adalah

naiknya kapasitas kekuatan balok setelah dipasang CFRP, dan mengamati pola

keruntuhan akibat pembebanan yang diberikan, baik sebelum dan sesudah siperkuat.

Hasil yang diperoleh, bahwa terjadi kenaikan kemampuan yang signifikan terhadap

perilaku balok dalam menahan beban dilihat dari kenaikan kemampuan balok

terhadap pertambahan beban sampai balok runtuh.

Hal lain yang menarik yaitu berpindahnya tempat keruntuhan balok dari pola

pembebanan sebelum dan sesudah diperkuat dengan CFRP. Balok sebelum diperkuat

cenderung berada pada tempat momen maksimum sementara setelah balok dipasang

perkuatan dengan CFRP, maka keruntuhan terjadi pada ujung-ujung CFRP.

(21)

building, or the declining strength of the structure building. There are several ways to

restore the capability of the structure to carry the load and one of them is toad CFRP

plate under the beam as the reinforcing material.

This thesis presents the result of study on 3 (three) reinforced concrete beams with

the dimensions of its longitudinal section of 150 mm x 300 mm x 2400 mm in carrying

the load that produces natural curve and the three test materials was differenciated

based on the diameter of stretching frame reinforced with 3 (three) variations of the

number and length of CFRP plate after being loaded up to 80% of planned ultimate

load.

Preliminary calculation for the more accurate step of loading was done before the

making of test materials was implemented. Based on this preliminary calculation, it

was determined that the diameter of frames used commenced from



8 mm for the

crossbar frame and commences from



10, 12 and 14 mm for the main frames.

Observation was done by using 2 (two) methods such as experimental and numerical

methods through software program of numerical method. Principally, the analysis

used to observe the model of test material with the method mentioned above was that

the carrying capacity of the beam increased after the CFRP plate was affixed, and the

pattern of collapse due to the load given either before or after being reinforced was

observed.

The result of this study showed that the carrying capacity of the beam in holding back

the load significantly increased seen from the increasing ability of the beam to carry

the added load until the beam collapsed.

The other interesting thing is that the place where the beam collapse moved from the

pattern of loading before and after being reinforced with CFRP plate. Before being

reinforced, the beam collapsed in the place where the maximum moment occurred

while after being reinforced with CFRP plate, the collapse occur in the edges of

CFRP plate.

(22)

() *+&,-.-& *

/0/ 1232 456728 29 :

;<= >?=<=

-

@<= >?= <= AB C?DB ? C @EB F= @E CB? G<= > H<= > @E C? @AK LE= M<N K @<=>?= <= H<= > LEL @?B? ID<= DED?<B<=O D<P<AKB< A H< = > GE@KI @E A< C N < CK J?= >AK @<=>?= <= KB ? AE @E G? L= H<

,

<B<? @<= >?=<=

-

@<= >?=<= B ECAE @?B A?N<G < LK PE=? C?=<= D<P<AK B< AB EB< PK @<=>?=<= BECAE @?BL<AKI NK>?=< D<= ?=B? DLE= N? D?=> D<P< AKB < AAE L? G<

,

AE I< C?A=H< G< I@<= >?=<=BECAE @?BNKPE CD?<B

.

QFG? AK H<= > NK G< D? D<= ?=B? D LFNKJKD< AK B E CI<NE L @<G K<=O PE=K =>D<B<= DE L @<GK DED?<B<= P<N< ABC? D B? C H< => NK CE=R<=< D<= H<K B? NE=><= LE L@<=>?= DE L @<GK <B <? LE L @E CK PE CD?<B <= P<N< ABC? DB? C BE CAE @?B

.

SKGKI<= ?=B? D LE L@<=>?= DE L @< GK LE L@E CK D<= @<=H<D DE C?>K <= BE C?B< L < BECI<N<P @K<H<

,

T< DB? N <= GK=>D? =><=U N <= H<= > P<AB K PKGKI<= ?=B ? D LE LPE CD?@KM< D A<=<

.

Q < G< ><G< = H< = > AECK =>BE CM<NKP <N < ABC? DB ? C@EBF= @ECB ? G<= > <DK@<BN<CKPE C? @< I<= J? =>AK@<=>?=<=<B<?PE=<L @<I<=@E@<=P<N <AB C?DB? C?=<= <N<G< >< G<= P <N< BE><= ><= B< CKDV

(23)

XYZ[\ Y ]Y^_` aZ ab ZY^cYd `Z e Yb ff`ba_ab g hi jkl mnjoi po nl qki ros tku vwoi x aZ a` yabf z Yd{| cY^{b f \{cYd `Z \ Ybfab g mpt

.

}Yb ff`b a ab g mp t {b{ a\ az a| ~ Yb{c ]Y^_`aZ ab \Yb fabeY^Y_ aZ_ab Yz YeYb g mpt_Y d af{ ab c Z^ `_Z`^ yabf a_ab\{]Y^ _` aZ\ YbfabeYea_a{~ Yb{ c]Y^Y_aZZY^ ZYb Z `

Yc{ c{b{a_abeYed ab\{b f_ab]Ye[\Yz abeYZ[\ YYzYeYb|{ b ffa\ a^{d YZ[b yabf\{]Y^_` aZ\ Ybfabgmpt \ YbfabY_c]Y^{ e Yb]a\ az ad[^aZ[ ^{`e

.

X[\ Yzyabf \{d `aZ ]a\ a Y_c ]Y^{eYb a\ aza| eYe d Y^{_ ab d Yd ab cYd Yca^ \ a^{ d Yd ab ^Yb aba ]a\ a d az[ _ yabf a_ab e Yb{e d `z_ab ^YZa_ ]a\ a d az[ _ _Ye`\{ ab d Yd ab \{ ab f_ aZ \ ab d az[ _ \{]Y^ _`aZ \ Ybfab g mp t Yzab~`Zb ya daz[ _ \{d Y^{ ]Ye d Yd ab ab_ Ye d az{cae ]a{d az[ _^ `b Z`|

b az{ c{ c ~`fa \{za_`_ab \ Yb fab e Ybff`b a_ ab }^ [ f^ ae X YZ[\ Y `eY^{_ \ Yb fab e Yed `aZ c {e`zac { e YZ[\ Y Yz Ye Yb |{ bffa \ a^{ e[\ Yz yabf c aea \ Yb fab Y_c]Y^{ e Yb ab_ Ye `\{ab|ac {z\a^{c{ e `z ac {ZY^ cY d `Z a_ab\{d ab\{bf_ab\ Ybfab |ac {zY_c]Y^{eYb

} Yb f`~{ab ZY^|a\a] c`aZ ` cZ ^`_Z `^ d az[ _ \Ybfab ]Yed Yd ab ab

(

Ye ]aZ

)

Z { Z{ _ ]Ye d Yd ab ab

(

z{ |aZ faed a^

)

\{ d aZac { ZY^|a\a] c aZ ` ~Yb{ c ]Yb ae ]abf \ Yb fab e Yb ff`ba_ab a^{ac { ]Yb `zabfab \ ab \{] Y^ _ `aZ \ Ybfab a^{ac{ ]ab~ab f \ ab ~ `eza|gmpt

.

(24)

3

¡¢ £¤ ¥ £¦¤§¡ §¤ ¥ ¤ ¨ ¡¢ £¤ ¥ £ ¦¤©ª«¤¬ ª«£¡ ¥ ¤ ©¡¤¬ ©¥¤¡¢£®

(

¬£ ¤

)

©¡ ¤¯©¤ ¦ª§

(

¨ ¡¢ £¤ ¦ ¬¡ «©¤¦ª§°¥¤ ¨ ¡¢ £¤©¤ ¦ ª§¥ ¤ ¡ ¤ §¤ ¤ ¦¤¬

Hammer Test

,

¥¤ ¥ ¤ ¨ ª¥ ¦¤ ¬ª¥ ¦ ¯£ ¤ ±¤ ¥ £ ©¤ ¬¡¥ ¤ ¨«¤ §¤¬¦¡ ¤§ «ª «¤²¬ ª¥ ³¡ «£ §

.

´µ¶ ·¸

j

¸¹º»¼º ¸½ ¾¿¹º

À¡¢ ¡¤ ¡ ¦£Á¤ ÀÁ£Á££¤¥¤¦¤ ¯Â

ÃÄ ² ¤¤¬ £ ¯¡ ©¡ ¤ ©©¤ ¥¤ ¦ ¥¡¬ ¤ ©¤ £§ Á Å¤ «¤ §Á ¨ «£ ¤¡¨¡ Á£ ¡ ¦¤Á£¦ ¯£ ¤¥ ¤ «ª «¤ ²¬ ª¥ ³ ¡ «£§

.

ÆÄ ² ¤ ¤¬ £ ¨ «£ ¦¤ §¡ ¨ª¦¤ «¬¤ § ±¤ ¬ «¢ ¤¥ £ ¨¤¥¤ ©¤ ¦ ª§ ¥ ¤

§Á¨ «£ ¤¡¨¡ Á£ ¡ ¦¤Á£¦ ¯£ ¤

.

®Ä ² ¤ ¤ ¦ £Á£Á ¨ «£¦¤ §¡ ©¤¦ ª§ ©¥¤ ¡¢ £ Á©¦¡ ¥¤ Á Á ¡¥¤ ¯ ©¤ ¦ª§ ¥ £¨ «§¡¤¬ ¥ ¤ Ç ÈÉ ±¤ ¥ £¦¤ §¡ §¤ ¥ ¤ §Á ¨ «£ ¤¡¨¡ Á£¡ ¦¤Á£¦ ¯£ ¤¥ ¤ «ª «¤ ²¬ ª¥ ³ ¡ «£ §

.

´µÊ Ë¾¿ Ì¼ Í¹ Ì¾Î ¹»¼º ¸ ½¾¿ ¹º

ÏÐ ÏÑ Ò »ÓÔ Õ ÐÖ ×Ø × ÐÔ

² ¢ ¦¤Á§¤ ¬ ¬ ¤ ¦¤¬¤ « ©¦¤ §¤ ¤Á¤ ¦ ¤ ¯Ù ¨ ©¤¬ ¤Á ¤ ¤Á ¤ ¦¤ ¯Ù ¬ ¡¢¡¤ ¨ ¡ ¦£Á ¤¥¤ Á£Á ¬¤¬ £ §¤¨ ¡ ¦ £Á ¤ Ä

ÏÐ ÏÑ Ñ Ò Ë · ×ÕÑ »×Ë · ÐÚ Ð

(25)

ÝÞ Ýß ßß à áâãä åä æä çßèâé âæß ãß Þé

ê ëìë íëî ïð ï

,

ñòóî ëô ëõ ëð ìïö ë÷ø÷ ëð ñ ëìë ñòðùò öëõëð úòûôëìëñ üëýë

-

ü ë ýë ýëð ü ìïîòûï÷ ëð ñ ëì ë ò ÷õñò ûïó òð ìëð ñòó þìòöëð ñ ëìë õ ïó ø öëõ ï óò ú þìò ò öòó òð ô ïð ü üë ìòð üëð óòðüüøðë÷ ëð ñ ò ûëð ü÷ëú öøð ë÷ ê ûþü ûëó ÿò ú þìò

øóò ûï÷

.

ÝÞ Ýß à Þé Þ æß ß Þ ßæ ß á æ Þ ß å Þé âèâß áâé ð ëö ïõïõ úòûô ëìëñ ôëõïö õïóø ö ëõï ñ ëìë ñòóþìò öëð î ëöþ÷ ýëð ü ìïûòðëðë÷ ëð ìëðúò ûô ëì ëñô ëõ ï öò÷õ ñòû ïó òð

.

ÝÞ Ý à â ß á è æÞé

å Þé

Þ Þé

(26)

!"#!

rt

$ %" & !

t

'" %(%) %* +%,-./%" %"0%

r

% 1!, ! " '/

t

)%"( %

t

%

u

1 !, !" *$(/%. )$ 2

y

% " # ) %$ "3% #

r

! #%

t

* %)

u

s,

% #

r

! #%

t

2%1 %

r

(%" %$

r

(!" #%" %

t

%

u

t

%"-% &%*%"

t

%, &%*,!,&!"0. 2,%

ss

%- %(%

t

.

4 5 6 7 85 68 9

:!

t

'"&!

rt

. ) %" #&%"% 2

y

($#. "%2 %"1!&%#%$&%*%"2'"10

r

. 21 $

/ struktur yang

sangat penting. Jenis-jenis pekerjaan struktur yang menggunakan beton bertulang

misalnya gedung, jembatan, saluran, jalan, dinding penahan tanah, bendungan,

tangki, irigasi dan lain sebagainya.

Beton bertulang mempunyai beberapa kelebihan yang dibutuhkan dalam

pembangunan struktur yaitu:

1.

Beton mempunyai kuat tekan yang tinggi dibandingkan dengan

kebanyakan material lain yang digunakan dalam struktur.

2.

Beton bertulang sangat baik digunakan dalam struktur bangunan

yang bersentuhan dengan air, dalam bebarapa kasus, terlihat bahwa

beton sebagai penutup menjadi pelindung yang baik terhadap

tulangan di dalamnya. Di samping itu dalam peristiwa terjadinya

kebakaran, struktur yang menggunakan beton sebagai bahan

konstruksinya hanya mengalami kerusakan pada permukaannya

(27)

;< =

tr

>?@

u

r y

ABCD EBCC>BA ?ABF E

t

GBF E

rt

>H ABC

s

ABCA

t

?A?>I?G ?G J< K< L EDEHM JA

r

AABFE

t

GBF E

rtu

H AB C

t

MNA?@ MBCCM

.

O< PE

t

GB D ED M HM ?M >D

u

r

H A

y

AB ABC

y

H EF M J

t

MB CCM

,

N AH AD JAH MB M F E

t

GB D ED Q>B

y

AM ?EDADQ>AB

y

ABC

t

E

t

AQ R EHADA DA RM J NAHAD F A

t

A

s

HA

y

ABB

y

A

.

S< PE

t

GB D E

r

>QA?AB F AJAB

y

ABC E?GBGD M

s

>B @>?

str

>?@

u

r str

>?@

u

r

REQE

rt

M QGB NARM

t

AQA?T N MB NMB C F A

s

ED EB T

t

MABC

t

>DQ>AB U ED F A

t

AB A

t

A

u

F ABC>BAB

-

F ABC>BAB REU EB M

s y

ABC DED E

r

H>?AB F EF AB CVAW M

t

AR M REF A CAM

str

>?@

u

r.

X< Y M

r

M ?JA

s

F E

t

GB ANAHAJFE

t

GB NAQA

t

NMF EB @>? NAHADF EB @ >? ZE

t

A?AB

y

ABC R ABCA

t

F E

r

A CAD A

t

A

u

NEB CAB ?A

t

A HAMB F E

t

GB NAQA

t

NMF EB @ >? NEB CABF EB @>?

y

ABCNM MBCMB ?AB <

[< \A

t

E

r

MAH QED FEB @>? F E

t

GB

(

QAR M

r,

? E

r

M?M H

,

NAB AM

r)

F AB

y

A ?

t

E

r

NAQA

t

NM NAE

r

AJ

-

N AE

r

AJT NAB JAB

y

A DEDE

r

H>?AB

s

ENM ?M

t

R EDEB NAB

t

>HAB CABFAU ANA

r

MQAF VM ? ABA

t

A

u

t

ED QA

t

H AMB <

]< ^ EAJHM ABF >V>J>B @>?DEDF ABC>B?GB R @

r

>?RMF E

t

GBF E

rt

>H AB CHEF MJ

r

EB NAJ F MH A NMF AB NMB C? AB NEB CAB ?E AJHMAB F >V>J

y

ABC NMF >@ >J?AB >B @>?DED F AB C

u

B?GB R@

r

>?RMHAMBREQE

rt

M?GB R @

r

>?R MF AU A

.

_`a bcdc efg fhicjkhlcm fnfoljpq rj qp

s M R AD QMB C D EDQ>B

y

A M ?EHEF MJAB F E

t

GB U >CA D EDQ>B

y

AM ?EH EDAJAB

-?EH EDAJABREQ E

rt

Mt

(28)

7

vw xy

t

z{ | y| y

r

}~ { y

st

{ ~ {~ | y{ { y

t

z{ | y

t

z{

tu

|y{ y

r

s.

y{~ { { y

st

{ |y{

y

y {

y

{ | } y| y{ ~{ y

t

z{w

w xy

t

z{ |y|~ {

y

r

t y

{ y

r

y{ {

t

y

r

y{~

r

str

~

u

r

-str

~

u

r

y{ { { {

.

j

} y{

s

y

{ y

rt

| } { z}y y{y}

t

y

r

{ | ¡

r.

x yy}

t

y

,

y{

r

y

r

y| {{

y

y{~ { { {

-

{ | }|~ {

t

y {z} z| } | y

rt

y|{

u

r

y{y}

t

¢£ ¤ ¥ ¦§ ¨ £ ¥ ©ª¥ «~ |~ | {} ¬ y{ y|~ {

tu

{ y~

r

®¯°¯w

y{y}

t

{

t

y{ {

t

y

ru

s

y y|{

r

s

|y

r

t

~ { ®¯°

-

{ ±{²

s,

r

y{y}

t

{ {~

r

y{y { {

r

y

tu

³ z²|{ yx²

u

y

{ y {

Owens-Illinois menemukan bahwa FRP sangat dibutuhkan di industri

penerbangan dan merupakan material ringan dan mempunyai kemampuan yang

sangat dibutuhkan pada industri penerbangan, sehingga penemuan terbaru ini

dipatenkan oleh perusahaan Corning.

Perkembangan yang cukup signifikan pada tahun-tahun berikutnya yaitu

dengan ditemukannya variasi dari FRP. Variasi FRP seperti untuk Glass, Carbon,

Aramid ditemukan. Salah satu jenis varian FRP yaitu jenis Carbon pertama kali

ditemukan pada tahun 1950, dan terus dikembangkan sejak saat itu penggunaan

(29)

´µ¶··¸¶ ¹¹¶ º»¼ ½µ¾¹

r

¹ ·¿ÀÁ ¹¿ Â ¹¶ ´µ¶ µÃ ¸¹ ¶

-

´µ¶µÃ¸¹¶ Â ¹¿ ¹Ã ´µ¶Ä ¶·Å¹

t

¹¶ ÅµÃ ¹Ã ´¸¹¶Â ¹¶µÆÄ½ Ä µ¶½Äº»¼

t

µ

ru

s

Á µ

r

ÅµÃÁ¹¶ ·

.

ÇÈÉ ÊËÌ ÍÍÎÌÏÏ ÌÐÑ ÊÒÏ ÓÏÔ ÕÖÎ× Õ Î ÖØÏ Ì ÍÎÌÏ Ì

º»¼ Â ¹´¹

t

Â Ä ·¸¶ ¹Å¹¶ ¸¶

t

¸ÅÃµÃ ´µ

r

Å¸¹

t

Á ¹·Ä ¹¶

-

Á ¹·Ä¹¶

str

¸ÅÙ

u

r

½ µ´µ

rt

ÄÁ¹¿À ÅÚ ÅÀ ¿À Ã Â ¹¶ ¿¹¶Ù¹Ä ´¹Â ¹ Á ¹¶·¸¶ ¹¶ Â ¹¶ Û µÃÁ ¹

t

¹¶Ü º»¼ Â ¹´¹

t

Ã µ¶Ä¶·Å ¹

t

Å¹ ¶ ÅµÅ¸¹

t

¹¶ Á ¹·Ä¹¶

str

¸ÅÙ

u

r

´ ¹Â ¹´ µÃ Á µÁ ¹¶¹¶Á µ½¹

r.

Ý µ

r

¸½ ¹Å¹ ¶Á µ

t

À ¶

y

¹¶ ·¹Å¹¶Â Ä´µ

r

Á¹ÄÅÄÞ ¹

ru

s

Â ÄÁ µ½ÄÞ Å¹¶

r

Â ¹

r

ÄÅÀ ÙÀß ¹¶ Â ¹¶Â ÄÄ½ ÄÂ µ¶·¹¶ÃÀ

rt

¹

r

¹

t

¹

u

àáâãäå àæ çè

.

¼µ¶··¸¶¹ ¹¶ º» ¼ ¸¶Ù¸Å ÃµÃ´µ

r

Å¸¹

t str

¸ÅÙ

r t

u

µ

r

Þ ¹Â ¹´ ¿ µ¶Ù

u

r y

¹Ä

tu

Âµ ¶·¹¶

Ã µ¿µÅ¹

t

Å¹¶´ ¹Â ¹º»¼´¹Â ¹Â ¹µ

r

¹Þ

y

¹ ¶ ·Ã µ¶ ·¹¿¹ ÃÄ

t

¹

r

Ä ÅÚ½µÂ ¹¶ ·Å¹¶¸¶Ù¸Å´µ

r

Å¸¹

t

¹¶

t

µÞ ¹Â ¹´

r

·µ½ µ

r,

º»¼ Â Ä ¿µÅ¹

t

Å¹¶ ´¹Â¹ Á ¹ ·Ä¹¶ Á¹Â ¹¶

str

¸ÅÙ

u

r.

¼µ

r

Å¸ ¹

t

¹¶ ´¹Â ¹ ¿ ¹¶Ù¹Ä Â µ¶·¹¶Ãµ¿ µÅ ¹

t

Å¹¶º» ¼Â ÄÁ ¹·Ä¹¶Á¹

w

¹Þ¹¹

t

u

´¹Â¹Á ¹ ·Ä¹¶¿ ¹¶Ù ¹Ä

y

¹ ¶ ·

t

µ

rt

¹

r

Ä ÅÜ

Ý Þ ¸½ ¸½ ¸¶Ù¸Å ´µ

r

Å¸¹

t

¹¶ ÅÀ ¿À Ã

Ûµ¶Ä

s

º»¼

w

r

¹´

y

¹¶ · Â Ä·¸¶ ¹Å¹¶ ½ µÁ ¹·¹ Ä Á ¹Þ ¹¶ ´µ

r

Å¸¹

t

¹¶Ü ¼

r

Ä¶½Ä´ Â ¹

r

Ä º» ¼

w

r

¹´ Ä ¶Ä ½µ´¹

ru

Â µ¶·¹¶ ´µ¶¸¿ ¹¶ ·¹¶

s

´Ä

r

¹¿ ´¹Â ¹

ÅÀ ¿À Ã

.

º»¼

y

¹¶ · Â Ä´ ¹½¹ ¶·

,

Ã µ¶¸Ù¸´Ä ½µÃ

u

¹ Á ¹ ·Ä¹¶ ÅÀ ¿À Ã

.

é áâãä

y

¹¶ · Â Ä ·¸¶¹Å ¹¶ ½µÁ ¹ ·¹Ä ´ µ

r

µÅ ¹

t

¸¶Ù ¸Å Ûµ¶Ä

s

Ä¶Ä Á µ

r

ÁµÂ ¹ Â¹

r

Ä ´ µ ¶··¸¶¹ ¹¶ à áâãä ´¹Â¹ Á¹·Ä¹¶ Ûµ¶Ä

s

str

¸ÅÙ

u

r y

¹¶· Â Ä·¸¶¹Å¹¶ ¸¶Ù ¸Å Ã µ¶¹ÃÁ ¹Þ ÅµÅ¸¹

t

¹¶ ¿ µ¶Ù

r

u

¹

t

¹

u

str

¸ÅÙ

u

r y

¹ ¶ ·

y

¹¶· Ã µÃµ

r

¿¸Å¹¶´µ¶ ¹ÃÁ ¹Þ ¹ ¶ÅµÅ¸¹

t

¹¶·µ

s

µ

r.

ÇÈê ëÏÕË ÖìÏíÐÑ Ê

(Fiber Reinforced Polymers)

(30)

9

ýþÿþ þ ý þ þ

st

t

þ

s

þ þ

y

þ

r t

r

þÿþý þ

t t

þ

r

ÿþ

r

þ

-

þ þ þý

rt

t

r

ÿþý þ

t

ýþ ÿþ

t

þ

r

.

þ þ

t

þ

t

ý þÿþ

r

þ

t

r

þ

r

þ

t

þ

(

Yasmeen Taleb Obaidat-Jurnal

Structural Retrofitting of Reinforced Concrete Beams Using CFRP )

þ

t

r

þ

t

þ

r

(

þ

)

ÿ

u

s

þ

t

þ

(

þ

)

ty

(

/m3)

Modulus

Elastisitas

dalam density

ratio (Mm

2

/

s

2

)

Carbon

2200-5600

240-830

1800-2200

130-380

Aramid

2400-3600

130-160

1400-1500

90-110

Glass

3400-4800

70-90

2200-2500

31-33

Epoxy

60

2,5

1100-1400

1,8-2,3

CFRP

1500-3700

160-540

1400-1700

110-320

Steel

280-1900

190-210

7900

24-27

!"# $% &'((' ) * +,-.$

Sika CarboDur Plates

termasuk pada jenis

Carbon Fiber Reinforced Polymer

(CFRP),

digunakan sebagai bahan untuk memperkuat struktur beton, kayu dan batu

bata. Jenis ini ditempelkan di bagian permukaan luar dari struktur yang berfungsi

sebagai tulangan .

1. Kegunaan dari

untuk memperkuat struktur :

/ &0 ',1 +, ' ,( ' 0'& 2

1. Meningkatnya kebutuhan kapasitas dari lantai dan balok.

2. Meningkatnya

kebutuhan

kapasitas

jembatan

untuk

melayani

penambahan beban lalu lintas.

3. Pemasangan mesin yang lebih besar.

(31)

3

.

4567 8 9:9; < 9= 95> 5?5;8 @67: @7 69:A39@B CD EFGHIJG

y

IK

u

tu

LIHIK I

t

F

r

MIN

y

IGOHMOPGI QIGD RD SF

r

TIHMG

y

I QUVUWML IHI

t

PNIG OIGXI TI

.

YD ZFG [

u

r

IG QFGHF

r

IIG\Q FX I QI

r

IG

,

]FKLIZPKM

.

^_ `5; A ; a : 9@: 9;: 5?9 ?<79;8@67: @7 68 5< 56 @AB

CD bFG O

u

VIGOM

t

F VTIHMGI

y

N FGH P[IGD

RD bFG O

u

VIGOM

t

FOIGOIGLIHI

t

PN IG OIGXITI

.

YD bFG O

u

VIGOMNFXIVVF

t

IQD

cD bFG O

u

VIGOMQFNFNIJIGLI HIW[VPQ[PV

.

= _ d567 39e9;< 9= 98A 8@5?8 @67: @7 685< 56@A B

CD f FVPXI JIGNF

t

I QHMGHM GOI

t

I

u

QUN UK

.

RD f FVPXI JIGX PQIIGN IG [IM

.

5_ 458 9> 9e 9;< 9= 9< 56 5; ^ 9;99;8 5< 56 @A B CD gF QPVIGOIGLIHILFG PNI G OIGD RD gF QPVIGOIG[FXINW [ VPQ[

u

V

.

RD gI VI Q[FVMW[MQHIG QFPG [

u

G OIG H I VM

Sika CarboDur Plates

PG [ PQ KF KLFVQPI

t

W[VPQ[PVIHIN I Jh

I

.

SM HI Q QUVUW M HIG KF KLPG

y

IM QF QPI

t

IG

y

IGO WIGOI

t t

M GOOM

, t

I JIG NI KI HIGVMG OIGD

XD f IG TIG O

t

M HI Q F VXI

t

IW \

t

M HI Q KF KFVN PQIG W I KX PG OIG

, t

M LMW HIG HILI

t

HM NILMW M

.

(32)

11

jk l mnom

t

p qj mrj stmu mn o

t

v

ru

t

mp m

y

mn owv

t

mxnm

y

j sm

t

m

s.

v

.

ymrmn

t

v

r

r mj mtx vwvw mrm nk

z

.

{ v

r

u s mt mnj mwmptvp mum nomn| sj mxuqw s

t,

j mt m

t

j s t mumn o} v

r

wmt s

s.

o

.

ymrmn

t

v

r

r mj mt mwxmw s

,

t vpqxmmn

r

mn o

y

}vusr

r

j mn osmxqs j s } mn

y

mx ~ vom mj sj qns m

.

k yst sxmw

j qw quwmu|sus

t

mu

.

~

/mm

[image:32.595.129.496.319.374.2]

2

Tabel 2.2 Tipikal Sika CarboDur Plates (

www.Sika.co.id-Product

)

Tipe

Lebar (mm)

Tebal (mm)

Luas (mm

2

)

Sika CarboDur S512/80

50

1,2

60

Sika CarboDur S1012/160

100

1,2

120

30 sebagai bahan perekat

(Bonding)

Sikadur -30

adalah bahan perekat

sika carboDur Plates

yang bersifat

adhesi. Keuntungan dari

Sikadur -30

sebagai berikut:

1. Mudah dalam pencampuran, tidak diperlukan penambahan lain.

2. Tahan terhadap rangkak dalam pembebanan tetap.

3. Bahan adhesi yang baik untuk beton, bata, pasangan batu, baja, besi,

aluminium, kayu dengan

SikaDur plates.

4. Tahan terhadap abrasi dan kejut.

(33)

2.9

Analisis Lentur Balok Beton Bertulang

s

¡

t

rt

y

¡ ¡ ¢ £

tu

¤ ¥¢ ¦

y

¡ ¡ §¡§ ¨©ª

x

«ª ª

t

¡ ¬



¨ª

, t

t

§¡ «



¨ª

¡



-

¨ªª

.

¤ ¥ ¢ ¦ ¦

y

¡ ¡

§¡§ ¨©ª

x

«ª ª

t

¡

¬



¨ª

, t

t

§¡ «



¨¬ ¡



-

¨ªª

.

¤¥¢ ¦¦¦

y

¡ ¡

§¡§ ¨©ª

x

«ª ª

t

¡ ¬



¨ª

, t

t

§¡«



¨ ® ¡



-

¨ªª

.

¯ §¬°¨± § ²

t

³ §£

t

¡

t

§

-

¢ £

t

¡

t

w

£

.

´

t

µ¡ ª¶

t

µ¡¤ ¥¢¦·

«°¬

²

(

¯ §

¬°¬

).

C= 0,85 f c. a.b

T= As. fy

(34)

13

t

% t

t

y

(35)

t

y

(36)

15

t

2.10 Analisis Lentur Balok Beton Bertulang dengan CFRP

y

,

t

(37)

r r

t

r

.

2.11

Panjang Pemasangan Pelat CFRP

t

tu

t

y.

Variasi dari pemasangan CFRP dalam bentang

(38)

17

r

t

t r

y

r

t

/

debonding

CFRP dari beton.

Perhitungan dari program produk Sikadur menyarankan bahwa panjang

CFRP adalah sepanjang bentang di antara 2 (dua) tumpuan, untuk masing-masing

benda uji dengan kemampuan P ultimit untuk benda uji I sebesar 11 ton, benda uji

II sebesar 11.6 ton dan benda uji III sebesar 12 ton.

2.12

Teori Numerik pada Program Numerik

2.12.1 Parameter Kekuatan

Concrete Damage Plasticity

Hipotesa tentang parameter kekuatan untuk beton sering diaplikasikan

dengan pemodelan Drucker_Prager (1952). Pemodelan oleh Drucker Prager

[image:38.595.199.414.421.542.2]

(1952) seperti gambar 2.6 ini.

Gambar 2.6 Drucker Prager Boundary (P.KMIECIK)

Model yang digunakan pada program numerik ini adalah model dari

Modifikasi Drucker Prager. Modifikasi ini dilakukan oleh Majewski

adalah

modifikasi Kc

sebesar

2/3. Modifikasi lain terhadap Kc dilakukan oleh William

(39)

t

t t

x .

Oleh Kupler disebutkan nilai yang diberikan

fcc

adalah 1.16248

fc.

Oleh program

numerik angka tersebut dibulatkan dengan 1.16.

Perubahan yang terakhir adalah sudut dilatasi dari beton terhadap tegangan

gabungan tarik dan tekan, sudut inklinasi ini diukur dari kegagalan permukaan

yang ditinjau terhadap sumbu vertikal dan sumbu horizontal. Secara fisik sudut

kegagalan ini diinterpretasikan sebagai sudut gesek dari beton dan besaran sudut

[image:39.595.206.412.551.714.2]

ini ditetapkan dengan sudut 36

0

atau 40

0

(gambar 2.8).

(40)

19

r r

r

t

r

t r

r

t

w

.

r

t r

( r r

¸¹ º »¼» ½¾¾¼

t

¸¿À» ¿

Á Â ¿À»

t

»Ã ¿ ÄÅ

Æ ÇÈÃ¾ÉÊ¼ ¿Ã ¿

t

» Ã ËÌÁ

Ä

fbo/fco

ÁÌÁÅ

Í

K

ËÌÅÅ Î

Ï

Viscositas

0

2.12.2 Kurva Tegangan regangan pada Pembebanan

Uniaxial

Parameter lain yang dimasukkan dalam program numerik yaitu hubungan

tegangan dan regangan pada pembebanan uniaksial. Hubungan perilaku beton terhadap

tarik pada pembebanan uniaksial dapat dilihat pada gambar 2.9 dan hubungan perilaku

[image:40.595.187.431.170.728.2]

beton terhadap tekanan pada pembebanan uniaksial dapat dilihat pada gambar 2.10.

(41)

Truss

T3D2

tr

truss

r

(42)

21

Solid

C3D8

tr

solid

y

r

rt

r

w

.

(43)

solid

.

(44)

BAB III

PENGUJIAN LABORATORIUM DAN SIMULASI

3.1

Pengantar Pengujian Laboratorium

Ð ÑÒÓÔÕÖ ×Ò ØÖ Ù×ÚÛÜ ×ÝÛÜÖÔÞ ØÖ ß ×àÔà×Ò ×Ý×á

2

ÕÑ ÒÖ á âÑ ÒÓÔÕÖ×Ò

y

×Ö Ý Ô ÔÕÖ ßÑ ÒÝÔÜ Ú ×ßÛ à Ø×ÒÔÕÖÝÑ à ×Òãäåæ

e

ç èé êëè

i

ì

e

ØÑÒÓ×ÒÞÑ Ò ÓÓÔÒ×à ×Ò×ß ×ÝÔÕÖí

a

î î

e

é

.

ïÔÕ Ô ×ÒØ×ÜÖÔÕÖÝÑ à× Ò ãäå æ

e

çèé êëè

i

ì

e i

åð ÔÒÝÔ à Þ Ñ Ò ÓÑÝ ×ñ ÔÖ ÚÑá×Ü àÔ×ÝÝÑ à×Ò Ø×ÜÖ Ú Ñ ÝÛ Ò

y

× Ò Ó× à×Ò ÞÑ ÒÑ Ý×âà×Ò ÚÑá×Ü×ÒÚ ÑÚ ×Ò× Ò Ó

y

×à×ÒØÖ ÚÑÜÖà×Òá Ñò×Ü×Ú ÑÜÝ ×ñ× ââ×Ø×âÑ Ò ÓÔÕÖ×ÒßÑ ÒÝ ÔÜÚ×ßÛ àó

B

×ß Û à

y

×ÒÓ×à×Ò ØÖ ÔÕÖ â×Ø×âÑÞÚÑÚ ×Ò×Ò

4

ÝÖÝÖ àØÖÚ Ô×Ýá ÑÚ ×Ò

y

× à

3 (

ÝÖ Ó×

)

Ú Ô ×ñ ÚÑÒØ×

ÔÕÖ ØÑ ÒÓ×Ò ÔàÔÜ×Ò â ÑÒ×Þâ×ÒÓ Ú ×ßÛ à

15

òÞ

x

30

òÞ

y

×Ò Ó ØÖ Ü×

w

×Ý á Ñß×Þ × ÔÞÔÜ

28 (

ØÔ× âÔß ÔñØÑß ×â×Òôñ×ÜÖ

. B

×ß Û à

-

Ú ×ßÛ àÝÑÜá ÑÚ ÔÝØÖ ÚÑ Ø × à×Ò×Ý×á

3

ÕÑ ÒÖá âÑÒÔß×Ò Ó×Ò× Ò Ó

y

ÚÑÜÚÑ Ø×

,

Ø×â×ÝØÖß Öñ ×Ýâ×Ø× ï×Ú Ñß

3.1.

ï×ÚÑß

3.1

Ð Ñ ÒÔß×ÒÓ×Ò

B

ÑÒØ×õ ÕÖ

Benda Uji

Tulangan Tarik

Tulangan Tekan

Sengkang

öÑÒØ×õÕÖ

1

3



10

2



10



8

÷øùùÞ Þ öÑÒØ×

õÕÖú

û



øú ú



øù



ü÷øùùÞ Þ

öÑÒØ×õÕÖû

û



øý ú



øù



ü÷øùùÞ Þ

(45)

3.2

Pembuatan Benda Uji

B

150

300

,

2.400

,

25

y

3 (

)

3.1.

3.1

,

y

!

3.1

3.2

"

.

3.2

!

,

3.3

Pemodelan Pengujian Laboratorium

,

y

3.3,

3.4

3.5 .

300

##

150

##

2400

2



10

3



10



8 -100

$ % &' ()*+,

2



10

3



12



8 -100

$ % &' ()*+,,

2



10

3



14



8 -100

(46)

25

B

-./0 12 .34-00- 5 12 - 4 - 6 478 97- 5: 135;- 5 <- =- 0 - 54-= 478 97- 5

2100

88

.

>78 97- 512? 3= 2<-=-01-=28 -6 2 5;

-

8 -6 2 5 ;43926 39- 5<- 5 ;

150

88

.

@38 ?- ;2- 5

B

3? -5 4 3= 976- 4 12 435;-A ? 354- 5 ; 12 .-070- 5 135;- 5 8 3. 34 -00- 5 ?-./0?- <-12- 4- 6? 351-7 <21- 5?- ./012? 3= 2? 3?-54 3= 97 6-443= 63?7 4

.

B-8?-=

3.3

C351-D< 2E

(

>7 .- 5;- 5430- 5

F



10

1-547 .- 5;-54 -=20

G



10)

B-8 ?-=

3.4

C351 -D<2EE

(

> 7 .- 5 ;- 5430 - 5

F



10

1- 547 .- 5;- 54-= 20

G



12)

2



10

3



10



8 -100

P

P/2

150

700

2



10

3



12



8 -100

P

P/2

150

700

2



10

3



14



8 -100

P

P/2

150

(47)

3.4

Pengamatan Lendutan pada Beban 80% dari Beban Ultimit

3.6.

y

2100

.

y

3.6

y

25

3.7.

3.7

2

y

3 (

)

y

.

3.8

dia ga

.

P

P/2

150

700

(48)

27

3.8

3.2

%

.

3.2

No

P Benda Uji I (ton)

P (Benda Uji II)

P (Benda Uji III)

1

0

2

1.0

3

1.5

4

2.0

5

2.5

6

3.0

7

3.5

8

4.0

9

4.5

10

5.0

11

5.5

12

6.0

13

6.5

3.5

Pengamatan Regangan pada Beban 80% dari Beban Ultimit

(

)

y

(49)

3.10.

300

.

y 9

(

3.9

3.10

3.3

%

.

P

P/2

150

700

CL

L

C

300

50

100

50

1

2

3

4

5

6

(50)

29

HIJKL

3.3

HIM INIOP KOIQJIMIORKJIONIS IP KO TIQUIOVK TIO TIO

No

P Benda Uji I (ton)

P (Benda Uji II)

P (Benda Uji III)

1

0

2

2.0

3

3.0

4

4.0

5

5.0

6

6.0

3.6

Pemodelan Pemasangan Pelat CFRP

B

ILWX

y

IOT UKLIM S YJKJI O Y ZI QNI Y SKOTIO

80%

JKJIO [ LUYQ YU S YXKL[I\XI O SI\Y

ILIU[ ] Y

,

XK Q[S YIO JI LWXS YNIZIOT

C

^VP

.

P K QIZ I OTIO

C

^VPLKJI\

50

Q Q NISIJ I TYIO JIIM

w

J I LWX S Y UKO TIM LKJI\ J I LWX _ P K QIZ IO TIO

C

^VP NISI JKOSI [ ]Y SKOTIO QK QJI L YXXIO JILWX ITI \ QK QJK\ YXIO K `KX NKQJKJIOIO QW QKO OKTIU Y ` SIO QK QWSK LXIONK QIZIO TI OUK\Z KJ[UQKO

y

K\[N I YNKQIZ IOTIOa^VPS YLINIO TIO _

bI QJI\

3.11

a^VPS Y\KX IU XIOS YJI TYIOJI cIMS YIOUI\IU[ QN[IOJ I LWX

dWSK L RKOSI e ]Y f

, y

IOT S YNIZ IO T S KOTIO NKLIU a^VP SINIU S YL YMIU NISI bI QJI\

3.12.

b IQJI\

3.12

a^VPNIS IRKOSIe ]Yf

(2

JI \YZSKO TION IO ]IO T

2

Q

)

P

P/2

150

700

Dial Gauge

CFRP

2



10

3



10

(51)

ghijk

B

jl im nop qq

, y

ml r ip smt mlr ijlrml s jkmu vwxy im smu ip kp zmu smim {m| }m ~

3.13.

{ m|}m ~

3.13

vwx ysm imjl imn opqq

(2

}m ~ptijlrmlsml omlr

1,3

|

)

ghijk jl im nop qqq

, y

ml r ipsmt mlr ijlrml s jkmu vwx y im smu ipkpzmu smim {m| }m ~

3.13.

{m| }m ~

3.14

vwxysm imjl imnopqqq

(1

}m~ptijl rmlsml omlr

1,3

|

)

3.7

Pengamatan Lendutan Balok dengan Perkuatan Pelat CFRP dengan

pembebanan sampai Runtuh

jujkm zv wxy ip~jmuml sm im }mk h

,

}m kh ip op j| }m kp t jujkm z}m kh j| }m kp ip

c

tjkm|m

3

zm ~p

.

yj|hijkml }mk h t jsj~up

y

mlr ip km ml sm im sjl r op ml m mk ijl rml um|}m zml jl iuml ip mumu lu t jup m s sjlm|}mzml }j }ml }j ~um zms m }jk

3.4

t m|smp}m kh|jl rm km|pj~lu zml

P

P/2

150

700

Dial Gauge

CFRP

2



10

3



12



8 -100

P

P/2

150

700

Dial Gauge

CFRP

2



10

3



14

(52)

31

3.4

¡

B

¢£¤¥¦

No

P Benda Uji I (ton)

P (Benda Uji II)

P (Benda Uji III)

1

0

2

1.0

3

1.5

4

2.0

5

2.5

6

3.0

7

3.5

8

4.0

9

D

B

4.5

10

5.0

11

5.5

12

6.0

13

6.5

,5

3.8

Pengamatan Regangan Balok dengan Perkuatan Pelat CFRP dengan

pembebanan sampai Runtuh

¾ ¿À ÁÂ Ã

(

Ä Å ÆÆ£

y

Æ ¡£ Æ£ ¡£ ¡£ ¾¿À ÁÂÃ

ga

ÇÈÉ

.

ÊÄ£ Ä ÆÆ£ ËÌ

300

.

ÆÆ£

Ë

y

£

9 (

Ë ÆÅ

¡Í Æ£ ¡£ £ Æ Ë Æ

-

Ë Æ ¡ÌÆ

y

Æ Ë ¤ ¥¦

.

¦ Æ Î ¡ ¡£ ËÆ Ä

3.5

Ë Æ Ë Æ¢£Ä¡¡Ï

»©Ð² ¨

3.5

No

P Benda Uji I (ton)

P (Benda Uji II)

P (Benda Uji III)

1

0

2

2.0

3

3.0

4

4.0

5

5.0

6

6.0

(53)

3.9

Pengantar Pemodelan Balok dan Beban Balok pada Program Numerik

y

-

y

, y

1.

T

he Part Module

y

b

3.15.

3.15

2.

The Property Module

y

(54)

33

y

3.16.

3.16

y

3.

T

he Assembly Module

y

-,

y

b

3.17.

(55)

4.

T

he Step Module

e

y

,

y

b

da c

i

e

3.18.

3.18

5.

The Interaction Module

-y

y.

y

,

y

e

i

3.19.

(56)

35

6.

T

he Load Module

y

.

3.20.

3.20

7.

The Mesh Module

y

3.21.

(57)

8.

T

he Job Module

,

.

3.22.

3.22

3.10

Pemodelan Balok dan Beban Balok pada Program Numerik

3.10.1

Model Elemen

i

(

id

a

f

d) e e e

3 8.

e e

2

3.23.

(58)

37

3.10.2 Perilaku Material

y

,

e a age

a ici ,

y

-3.10.3 Hubungan antar Elemen

-

y

b

y

-

3.24,

,

.

e bedded e e e

.

y

e bedded

e e e

y

h

e e e

(59)

3.10.4 Pembebanan dan

y

e

f

iha

3.27

3.30.

i

2 (

)

y

-1

-2

y

-2

.

3.10.5 Model Balok sebelum diperkuat dengan CFRP pada Program Numerik

B

C

3.25,

3.26

3.27

3.25

y

3.26

y

(60)

39

3.10.5 Pemodelan Balok dan Beban Balok dengan CFRP pada Program Numerik

B

C

3.28,

3.29

3.30.

3.28

y

3.29

y

(61)

åæçæ èéê ë

l Penguji

é ì

åæçæç

Penguji

é ì

Ku

é í

Tek

é ìî

eton deng

é ìï

l

é íèé

mmer Test

ðñòó ó ôõò ö ÷ ôó øö ùúñû ú ùôöüò ö ý ôö üüñ öò õò ö ò þòó ÿ

.

ò ú þ ôöüñû úò öù ôö üòöò þòóñû úÿ ñ öó ñ õ ôö ùòû úùò òóùú þúòó ò ùòò÷ ôþ

.

ò÷ ôþðñòóôõò öôóøöôöùòû úù ôö üò ö þòóòý ý ôôó

B1

0

30

240

> 90

240

256.00

Jumlah sampel

5

28

220

> 90

220

16.00

Tegangan rata-rata

224

30

240

> 90

240

256.