ANALISA DAN EKSPERIMENTAL PERILAKU TEKUK
KOLOM KOMPOSIT BETON-KAYU PANGGOH
SEBAGAI PENGGANTI TULANGAN UTAMA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh Colloqium Doctum / Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh :
09 0404 160
SUMIHAR RISNA PASARIBU
BIDANG STUDI STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Kolom merupakan komponen struktur yang berfungsi untuk menahan ataupun menyangga beban tekan aksial yang diberi pada ujungnya, serta memegang peranan penting dalam menerima beban tekan aksial dan meneruskannya ke pondasi. Kolom sangat rentan terhadap bahaya tekuk (buckling). Tekuk (buckling) adalah suatu ragam kegagalan yang diakibatkan oleh ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipengaruhi oleh beban tekuk (beban kritis). Beban tekuk adalah beban yang dapat menyebabkan suatu kolom menekuk. Penelitian mengenai perilaku tekuk ini dilakukan terhadap kolom komposit kayu panggoh-beton, dengan memanfaatkan kayu sebagai alternatif pengganti tulangan. Kayu berperan sebagai tulangan utama dalam kolom dan digunakan sebagai penambah kekuatan tarik di dalam beton. Kayu yang digunakan adalah kayu panggoh karena kayu ini termasuk tipe kayu kelas I dengan sifatnya yang keras dan memiliki kuat tekan, tarik dan elastisitas yang tinggi. Karakteristik kekuatan kayu panggoh ini tentunya dapat dimanfaatkan sebagai material komposit untuk menggantikan tulangan baja yang cukup mahal pada kolom komposit. Perencanaan kolom komposit didesain dengan metode kuat batas ( ultimate strength design ). Sebagai kolom beton bertulang, kolom komposit dicor dengan mutu beton K-225, dengan dipasang tulangan utama dari kayu panggoh berukuran 2 cm x 2 cm, sengkang besi polos Ø 6 mm-125 mm, dengan dimensi kolom 10 cm x 13 cm dan bentang kolom 250 cm. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tekuk kolom yang diuji secara horizontal. Dari hasil pengujian laboratorium didapat Pelastis = 10500 kg, dan Pkritis=
14500 kg, serta pada kondisi ultimatenya Ppatah= 16500 kg. Sedangkan hasil analisis
Euler didapat Pelastis = 6030,829 kg, Pkritis=11739,630 kg, serta Ppatah= 13569,378 kg.
Perbandingan antara Pelastis analitis dengan Pelastis laboratorium adalah Pelastis analisis =
57,436 % Pelastis laboratorium. Perbandingan antara Pcr analitis dengan Pcr laboratorium
adalah Pcr analisis = 80,963 % Pcr laboratorium. Perbandingan antara Pultimate analitis
dengan Pultimate laboratorium adalah Pelastis analisis = 82,239 % Pelastis
Kata kunci : Kolom, Tekuk Euler, Kolom Komposit Kolom Kompositbeton-Kayu Panggoh, Kuat Tekuk Kolom.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah menyatakan kasih dan rahmatNya kepada saya hingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Karena kasihNya-lah saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang studi struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul :
“ANALISA DAN EKSPERIMENTAL PERILAKU TEKUK KOLOM KOMPOSIT
BETON – KAYU PANGGOH SEBAGAI PENGGANTI TULANGAN UTAMA”
Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Ir. Sanci Barus, MT. selaku dosen pembimbing yang telah bersedia
meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk memberikan bimbingan dan saran
kepada saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Besman Surbakti, MT. yang membimbing dan telah banyak memberikan
dukungan, selalu bersabar memberikan masukan, bimbingan serta meluangkan
waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir
ini.
3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara dan dosen pembanding yang telah memberikan
5. Bapak M. Agung Putra Handana, ST, MT, selaku dosen pembanding yang telah
memberikan kritikan dan nasehat yang membangun.
6. Bapak/Ibu seluruh staf pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada
saya.
8. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa: Hafiz’09, Prima’09, Reza’09, ,
Rahmad’10, Fauzi’10.
9. Untuk seluruh keluargaku yang selalu mendukungku tanpa henti, serta selalu
mendoakanku dalam mengerjakan tugas akhir ini. Untuk kedua orangtuaku yang
sangat kukasihi dan kuhormati : Bapakku, J. Pasaribu dan Ibunda M.Purba.
Bapakku yang tidak pernah bosan memberikan dukungan doa dan materil
kepadaku, selalu memberikan nasehat dan pikiran yang positif dalam menghadapi
masalah – masalah yang kuhadapi selama masa perkuliahan, serta Bapak yang
sangat sabar dalam memperjuangkan kepentingan pendidikan anaknya. Ibuku yang
sangat kusayangi yang selalu mendukungku dalam doanya serta selalu mengajarkan
dan mengingatkan selalu berdoa dan semakin dekat dengan Tuhan. Untuk adik –
adikku yang masih sekolah yang selalu mendukungku, Endang Pasaribu yang
memotivasi aku untuk menyelesaikan tugas akhir lebih cepat dan menyadarkanku
untuk selalu menjadi kakak yang bertanggung jawab, dan untuk semua anggota
keluarga besarku yang selalu bertanya “ kapan kamu akan tamat ? “ dan
10. Untuk sahabat-sahabatku sejak SMA yang selalu mendukungku dan
mengingatkanku untuk terus berjuang dalam mengerjakan tugas akhir ini: Kiris,
Ika, Natal, Rika, Tekang, Ayu dan masih banyak lagi.
11. Untuk teman setiaku yang paling sabar menghadapi segala masalah, Maria Samosir
, serta teman seperjuangan tugas akhir : Ihsannudin, Putri Nurul, dan Arthur
Bangun.
12. Untuk rekan-rekan seperjuangan yang sudah saya anggap sebagai saudara: Yessica,
Plani, Desi, Elisa, Manna Grace, Mariance, Sahala, Wahyu, Frengky, Jimmy,
Jostar, Yoppie, Hasoloan, Agrifa, Bembeng, John, Ovit, Suparta, Edwin, Abraham
yang telah banyak sekali membantu dalam pelaksanaan tugas akhir ini. Banyak hal
yang telah dilewati bersama selama 4 tahun lebih ini, banyak canda bahkan tangis
yang telah kita lewati bersama. Dan aku bersyukur pada Tuhan telah dipertemukan
dengan kalian. Untuk semua asisten 2009 Laboratorium Studio Gambar : Irwan ,
Mia , dan Rahman yang telah memberikan kenangan yang indah serta pengalaman
berharga sejak menjadi asisten di lab.
13. Dan untuk seluruh rekan-rekan stambuk 2009 yang tidak dapat disebutkan satu
persatu. Rekan-rekan seperjuangan yang telah banyak membantu selama proses
perkuliahan bahkan dalam pengerjaan tugas akhir ini.
14. Adik-adik angkatan 2012 yang telah membantu saya dalam proses pengerjaan tugas
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata
sempurna. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat membangun
dalam penyempurnaan tugas akhir ini.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Maret 2014
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR GRAFIK ... xiii
DAFTAR NOTASI ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 5
1.3. Tujuan Penelitian ... 5
1.4. Batasan Masalah ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1. Umum ... 7
2.2. Kayu ... 7
2.2.1 Kayu Panggoh ... 8
2.2.2 Struktur Kayu ... 8
2.2.3 Sifat-Sifat Kayu ... 10
2.2.3.1 Sifat Umum Kayu ... 10
2.2.3.2 Sifat Fisik Kayu ... 12
2.2.3.3 Sifat Mekanis Kayu ... 13
2.2.4 Tegangan Bahan Kayu ... 17
2.2.5 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis ... 19
2.2.6 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Visual ... 20
2.3. ... Beton ... 22
2.3.1 Kekuatan Beton ... 24
2.3.1.1 Kuat Tekan Beton ... 24
2.3.1.2 Modulus Elastisitas Beton ... 25
2.3.1.3 Kuat Tarik Beton ... 26
2.3.2 Bahan – Bahan Penyusun Beton ... 27
2.3.2.1 Semen ... 27
2.3.2.2 Agregat ... 29
2.3.2.3 Air ... 30
2.4. Kolom ... 31
2.4.1.1Jenis Kolom Berdasarkan Bentuk dan Susunan
Tulangnya ... 31
2.4.1.2 Jenis Kolom Berdasarkan Letak / Posisi Beban Aksial 32 2.4.1.3 Jenis Kolom Berdasarkan Panjang Kolom ... 33
2.4.2 Bahaya Tekuk Pada Kolom ... 33
2.4.3 Stabilitas Struktur Kolom ... 34
2.4.4 Teori Tekuk ... 36
2.5. Teori Euler ... 37
2.6. Batas Berlakunya Persamaan Euler ... 44
2.7. Prinsip Perencanaan Struktur Komposit ... 46
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 49
3.1. Pendahuluan ... 49
3.2. Pengujian Physical dan Mechanical Properties Kayu Panggoh ... 49
3.2.1 Persiapan Pengujian ... 49
3.2.2 Pelaksanaan Pengujian ... 50
3.2.2.1 Pemeriksaan Kadar Air ... 50
3.2.2.2 Pemeriksaan Berat Jenis ... 51
3.2.2.3 Pengujian Kuat Tekan ... 52
3.2.2.4 Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat ... 53
3.2.2.5Pengujian Kuat Lentur dan Elastisitas pada Penurunan Izin dan pada Kondisi Ultimate 54 3.2.2.6 Pengujian Kuat Geser ... 56
3.3.Pengujian Kuat Tekan Beton ... 57
3.3.1 Persiapan Pengujian ... 58
3.3.1.1 Semen ... 58
3.3.1.2 Agregat Halus ... 58
3.3.1.3 Agregat Kasar ... 58
3.3.2 Pembuatan Beton ... 58
3.3.3 Pengujian Kuat Tekan Beton Silinder ... 59
3.4. Pengujian Tekuk Kolom Komposit Kayu Panggoh - Beton ... 60
3.4.1 Perancangan Dudukan Uji Tekuk Modifikasi ... 60
3.4.2 Persiapan Pengujian Kolom ... 64
3.4.3 Proses Pengujian Benda Uji ... 66
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN ... 68
4.1. Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties ... 68
4.1.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Air ... 68
4.1.2 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis ... 69
4.1.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu ... 70
4.1.5 Hasil Pengujian Elastisitas dan Kuat Lentur Kayu ... 72
4.1.6 Hasil Pengujian Kuat Geser Kayu ... 78
4.1.7 Kesimpulan Hasil Penelitian Phisical dan Mechanical Properties79 4.2. Perencanaan Komposit Kayu Panggoh – Beton Berdasarkan Kuat Lentur ... 80
4.3. Pengujian Tekuk ... 82
4.4. Perbandingan Hasil Pengujian di Laboratorium dengan Analisa Teori Euler ... 85
4.5. Hasil Diskusi ... 87
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 89
5.1. Kesimpulan ... 89
5.2. Saran ... 90
DAFTAR PUSTAKA ... 91
DAFTAR LAMPIRAN ... 93
Lampiran I Hasil Pemeriksaan Kayu Panggoh ... 94
Lampiran II Hasil Pemeriksaan Material Beton ... 97
Lampiran III Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ... 116
Lampiran IV Foto Dokumentasi... 117
DAFTAR TABEL
BAB I
Tidak terdapat tabel
BAB II
Tabel 2.1 Nilai kuat acuan ( MPa ) berdasarkan atas pemilahan secara mekanis
pada kadar air 15% ( berdasarkan PKKI NI - 5 2002 )... 19
Tabel 2.2 Faktor koreksi layan basah, Cm ... 20
Tabel 2.3 Faktor koreksi temperature, Ct ... 20
Tabel 2.4 Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu ... 21
Tabel 2.5 Nilai rasio tahanan ... 22
Tabel 2.6 Perbandingan kuat tekan beton pada berbagai umur untuk benda uji silinder yang dirawat di laboratorium ... 25
Tabel 2.7 Nilai Modulus Elastisitas Beton Normal ... 26
BAB III Tidak terdapat tabel BAB IV Tabel 4.1 Hasil pemeriksaan kadar air kayu ... 68
Tabel 4.2 Hasil pemeriksaan berat jenis kayu ... 69
Tabel 4.3 Hasil pemeriksaan kuat tekan sejajar serat kayu ... 70
Tabel 4.4 Hasil pemeriksaan kuat tarik sejajar serat kayu. ... 71
Tabel 4.5a Hasil Pengujian Elastisitas dan Kuat Lentur Kayu ... 73
Tabel 4.5b Perhitungan tegangan-regangan untuk kayu sampel 1 ... 74
Tabel 4.5d Hasil regresi ketiga sampel ... 78
Tabel 4.6 Hasil pemeriksaan kuat geser sejajar serat kayu ( Fv// ) ... 78
Tabel 4.7a Hasil Penelitian Mechanical Properties ( SNI 2002 ) ... 79
Tabel 4.7b Hasil Penelitian Mechanical Properties ( PKKI 1961 ) ... 80
Tabel 4.8 Hasil pengujian tekuk kolom komposit kayu panggoh – beton ... 83
Tabel 4.9 Perbandingan Hasil Penelitian dengan Hasil Analisis ( SNI 2002 ) .... 87
BAB V
DAFTAR GAMBAR
BAB I
Tidak terdapat gambar
BAB II
Gambar 2.1 Struktur kayu melintang. ... 10
Gambar 2.2 Arah sumbu kayu ... 11
Gambar 2.3 Batang kayu yang mengalami gaya tarik ... 14
Gambar 2.4 Batang kayu yang menerima gaya tekan P sejajar serat ... 15
Gambar 2.5 Batang kayu yang menerima gaya tekan P tegak lurus serat ... 15
Gambar 2.6 Batang kayu yang menerima gaya geser tegak lurus arah serat ... 16
Gambar 2.7 Keteguhan lengkung pada kayu ... 16
Gambar 2.8 Jenis kolom berdasarkan bentuk dan susunan tulangan ... 31
Gambar 2.9 Jenis kolom berdasarkan letak beban aksial ... 32
Gambar 2.10 Perilaku kolom yang dibebani ... 36
Gambar 2.11 Kolom Euler ... 37
Gambar 2.12 Tekuk Euler pada kolom panjang ... 39
Gambar 2.13 Tekuk pada penampang melintang tidak simetris ... 41
BAB III Gambar 3.1 Sampel pengujian kadar air ... 50
Gambar 3.2 Sampel pengujian berat jenis ... 51
Gambar 3.3 Sampel kuat tekan sejajar serat ... 52
Gambar 3.4 Sampel kuat tarik sejajar serat ... 53
Gambar 3.5 Sampel pengujian kuat lentur ... 54
Gambar 3.6 Penempatan dial dan beban pada sampel ... 55
Gambar 3.7 Sampel pengujian kuat geser ... 56
Gambar 3.8 Alat bantu penjepit pengujian ... 57
Gambar 3.9 Model pengujian benda uji silinder beton ... 59
Gambar 3.10 Pemberian beban pada struktur kolom komposit kayu panggoh- Beton ... 65
BAB IV
Tidak terdapat gambar
BAB V
DAFTAR
GRAFIK
BAB I
Tidak terdapat grafik
BAB II
Grafik 2.1 Grafik hubungan antara beban tekan dengan deformasi untuk tarikan dan
tekanan ... 18
Grafik 2.2 Grafik hubungan tegangan - regangan batang tulangan baja terhadap kuat tekan beton ( Dipohusodo, 1999 ) ... 25
Grafik 2.3 Grafik kelakuan kolom Euler... 43
Grafik 2.4 Grafik hubungan jangkauan kekuatan kolom yang umum terhadap angka kelangsingan ... 45
BAB III Tidak terdapat grafik BAB IV Grafik 4.1 Grafik tegangan-regangan hasil pengujian elastisitas kayu sampel 1 .... 75
Grafik 4.2 Grafik regresi linear tegangan-regangan kayu sampel 1 ... 75
Grafik 4.3 Grafik tegangan-regangan hasil pengujian elastisitas kayu sampel 2 ... 77
Grafik 4.4 Grafik regresi linear tegangan-regangan kayu sampel 2 ... 77
Grafik 4.5 Grafik pengujian tekuk kolom komposit kayu panggoh – beton ... 84
BAB V
DAFTAR NOTASI
Pcr adalah beban kritis ( kg )
Fb adalah kuat lentur ( MPa )
Ft// adalah kuat tarik sejajar serat ( MPa )
Ft┴ adalah kuat tarik tegak lurus serat ( MPa )
Fc// adalah kuat tekan sejajar serat ( MPa )
Fv adalah kuat geser yang diizinkan ( MPa )
Fc┴ adalah kuat tekan tegak lurus serat ( MPa )
fc’ adalah kuat tekan beton ( kg/cm2
Ec adalah modulus elastisitas beton ( MPa ) )
fas adalah faktor air semen
Wc adalah berat isi satuan beton ( kg/m3
Fr adalah tegangan retak
)
m adalah kadar air kayu ( % )
Wm adalah berat sampel mula-mula ( gr )
Wd adalah berat sampel kering oven ( gr )
BJ ( Gm ) adalah berat jenis kayu ( gr/cm3
Gb adalah berat jenis dasar kayu ( gr/cm )
3
G15 adalah berat jenis kayu pada kadar air 15% ( gr/cm )
3
V adalah volume sampel ( cm
)
3
σtk // adalah tegangan tekan sejajar serat ( kg/cm )
P adalah beban ( kg )
A adalah luas bagian yang tertekan ( cm2 σb adalah tegangan lentur yang terjadi ( kg/cm
)
2
Ew adalah modulus elastisitas kayu ( kg/cm )
2
L adalah panjang bentang ( m )
)
B adalah lebar sampel ( cm )
h adalah tinggi sampel ( cm )
ε adalah regangan yang terjadi
Δl adalah perpendekan yang terjadi pada benda uji (mm)
n adalah safety factor sebesar 2,25 ɛc adalah regangan beton (mm/mm)
C adalah gaya tekan beton (kg)
D adalah gaya lintang (kg)
δ adalah lendutan (cm)
EI adalah faktor kekakuan (kgcm2
I adalah inersia tampang (cm )
4
M adalah momen (kgcm) )
N adalah jumlah penghubung geser
V adalah gaya geser (kg)
Ø adalah diameter (mm)
λ adalah angka kelangsingan
Cm adalah faktor koreksi layan basah
Ct adalah faktor koreksi temperatur
Cpt adalah faktor koreksi pengawetan kayu
Crt adalah faktor koreksi tahan api
λ adalah faktor waktu adalah 1,0
T adalah temperatur
ρ adalah nilai kerapatan kayu
π adalah konstanta pi = 3,1416
Pcrx adalah Pkritis
Pcr
ke arah sumbu x
y adalah Pkritis
σds adalah tegangan desak ke arah sumbu y
ABSTRAK
Kolom merupakan komponen struktur yang berfungsi untuk menahan ataupun menyangga beban tekan aksial yang diberi pada ujungnya, serta memegang peranan penting dalam menerima beban tekan aksial dan meneruskannya ke pondasi. Kolom sangat rentan terhadap bahaya tekuk (buckling). Tekuk (buckling) adalah suatu ragam kegagalan yang diakibatkan oleh ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipengaruhi oleh beban tekuk (beban kritis). Beban tekuk adalah beban yang dapat menyebabkan suatu kolom menekuk. Penelitian mengenai perilaku tekuk ini dilakukan terhadap kolom komposit kayu panggoh-beton, dengan memanfaatkan kayu sebagai alternatif pengganti tulangan. Kayu berperan sebagai tulangan utama dalam kolom dan digunakan sebagai penambah kekuatan tarik di dalam beton. Kayu yang digunakan adalah kayu panggoh karena kayu ini termasuk tipe kayu kelas I dengan sifatnya yang keras dan memiliki kuat tekan, tarik dan elastisitas yang tinggi. Karakteristik kekuatan kayu panggoh ini tentunya dapat dimanfaatkan sebagai material komposit untuk menggantikan tulangan baja yang cukup mahal pada kolom komposit. Perencanaan kolom komposit didesain dengan metode kuat batas ( ultimate strength design ). Sebagai kolom beton bertulang, kolom komposit dicor dengan mutu beton K-225, dengan dipasang tulangan utama dari kayu panggoh berukuran 2 cm x 2 cm, sengkang besi polos Ø 6 mm-125 mm, dengan dimensi kolom 10 cm x 13 cm dan bentang kolom 250 cm. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tekuk kolom yang diuji secara horizontal. Dari hasil pengujian laboratorium didapat Pelastis = 10500 kg, dan Pkritis=
14500 kg, serta pada kondisi ultimatenya Ppatah= 16500 kg. Sedangkan hasil analisis
Euler didapat Pelastis = 6030,829 kg, Pkritis=11739,630 kg, serta Ppatah= 13569,378 kg.
Perbandingan antara Pelastis analitis dengan Pelastis laboratorium adalah Pelastis analisis =
57,436 % Pelastis laboratorium. Perbandingan antara Pcr analitis dengan Pcr laboratorium
adalah Pcr analisis = 80,963 % Pcr laboratorium. Perbandingan antara Pultimate analitis
dengan Pultimate laboratorium adalah Pelastis analisis = 82,239 % Pelastis
Kata kunci : Kolom, Tekuk Euler, Kolom Komposit Kolom Kompositbeton-Kayu Panggoh, Kuat Tekuk Kolom.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kolom merupakan komponen struktur yang berfungsi untuk menahan ataupun
menyangga beban tekan aksial yang diberi pada ujungnya. Kolom memegang peranan
utama dalam sistem struktur bangunan karena kolom harus sanggup menahan dan
meneruskan beban bangunan dan beban-beban lain ke pondasi. Hal ini mewajibkan
kolom harus lebih kuat daripada struktur utama bangunan yang lain seperti balok.
Sistem SCWB (Strong Coloumb Weak Beam) harus diterapkan pada struktur
bangunan, jika tidak kegagalan kolom akan berakibat langsung pada keruntuhan
struktur tersebut (Arie Wardhono, 2010). Hal ini dapat dipengaruhi oleh material,
panjang, lebar dan tinggi kolom. Kolom beton murni hanya dapat mendukung beban
sangat kecil sehingga perlu ditambahkan tulangan longitudinal berupa tulangan baja
untuk meningkatkan kapasitas daya dukungnya. Kekuatan ini akan semakin besar pula
dengan memberikan kekangan lateral pada tulangan longitudinal yang dikenal sebagai
sengkang. Kolom ini dinamakan sebagai kolom beton bertulang (Jack C.Mc.Cormac,
2004).
Selain kolom beton bertulang, kolom komposit juga sudah banyak digunakan
dalam bidang konstruksi seperti gedung-gedung tingkat tinggi. Sejauh ini kolom
komposit yang umumnya digunakan adalah kolom komposit dengan profil baja struktur,
sehingga kolom ini memiliki kekuatan yang sangat tinggi. Akan tetapi, kolom ini
membutuhkan biaya yang sangat mahal akibat pemakaian profil baja yang ketersediaan
yang tidak dapat diperbaharui. Oleh karena itu, perlu diupayakan sumber daya alam lain
yang jauh lebih ekonomis, mudah diperoleh dan memiliki kekuatan yang cukup tinggi
untuk dijadikan sebagai material komposit.
Struktur komposit (Composite) merupakan struktur yang terdiri dari dua material
atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu kesatuan sehingga
menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik. Salah satu kelebihan komposit adalah
sifatnya yang dapat diatur. Dengan memanfaatkan sifat fisik dan mekanik dari
masing-masing bahan sehingga diperoleh komponen yang lebih baik dan mempunyai
kelebihan-kelebihan tertentu bila dibandingkan dengan bahan yang membentuknya. Di samping
itu, diharapkan juga kolom komposit yang didesain akan lebih ekonomis dan sanggup
memenuhi kekuatan struktur yang diinginkan.
Kayu merupakan material yang dapat dipertimbangkan sebagai salah satu material
komposit. Sebagai bahan konstruksi, material kayu juga cukup kuat dalam menahan
beban dan memiliki kelebihan yang tidak dimiliki oleh material lainnya yakni dapat
dibudidayakan (renewable). Selain itu, kayu merupakan material yang mudah diperoleh
dan proses pengerjaannya dapat dilakukan dengan peralatan yang sederhana dan ringan.
Material kayu juga memiliki berat jenis yang ringan. Disamping itu, konstruksi kayu
mampu menghasilkan bangunan-bangunan yang indah dan bernilai tinggi seperti di
berbagai negara Eropa dan Amerika. Oleh karena itu, sangat perlu dilakukan penelitian
mengenai material kayu untuk perencanaan struktur yang lebih baik dan cukup
ekonomis.
Negara Indonesia sangat terkenal dengan daerah hutannya dan berbagai jenis
tanaman yang dapat tumbuh dikarenakan iklim tropisnya. Salah satu jenis tanaman yang
pinnata) tersebar di seluruh kepulauan nusantara. Tanaman yang berasal dari Assam
(India) dan Burma ini, tumbuh subur di lembah lereng pegunungan.
Tanaman aren (Arenga pinnata) merupakan tanaman yang serba guna dan cukup
penting setelah kelapa. Hampir semua bagian dari tanaman ini dapat dimanfaatkan dan
memiliki nilai ekonomi. Dimulai dari akar untuk obat tradisional. Batangnya yang
mengeras menjadi kayu. Kayunya yang keras ini dipergunakan sebagai
bahan bangunan lainnya.
menghasilkan
empelurnya dapat digunakan sebagai talang atau saluran air. Buah aren muda untuk
pembuatan kolang-kaling sebagai bahan pelengkap bahan minuman dan makanan.
Dengan menyadap tandan bunga jantannya diperoleh cairan yang dinamakan dengan air
nira
Kayu dari pohon aren (bagian batangnya yang mengeras di sebelah luar) dapat
dijadikan salah satu alternatif yang dapat menggantikan peranan kayu solid sebagai
bahan baku untuk keperluan industri perkayuan, terutama kayu sebagai bahan
konstruksi. Pada kalangan masyarakat, kayu dari pohon aren telah dikenal sebagai kayu
yang kuat. Dengan demikian diharapkan kayu ini dapat memenuhi persyaratan kekuatan
yang diinginkan untuk dijadikan bahan konstruksi. Oleh karena itu, diperlukan
penelitian yang lebih lanjut untuk pengembangannya.
Di wilayah Sumatera Utara, khususnya di Kabupaten Karo, kayu dari pohon aren
ini dikenal dengan nama kayu panggoh. Kayu ini digunakan oleh masyarakat karo untuk
kandang hewan peliharaan mereka. Kayu panggoh digunakan karena kemampuannya
Karakteristik kekuatan kayu panggoh ini tentunya dapat dimanfaatkan sebagai
material komposit untuk menggantikan tulangan baja yang cukup mahal pada kolom
komposit. Struktur komposit akan terbentuk akibat interaksi antara
komponen-komponen pembentuknya dimana karakteristik dasar masing-masing bahan
dimanfaatkan secara optimal. Karakteristik penting yang harus dimiliki oleh struktur
beton adalah ketahanan yang tinggi terhadap api, mudah dibentuk dan murah.
Sedangkan karakteristik penting yang diharapkan dimiliki oleh kayu panggoh adalah
kekuatan tinggi, modulus elastisitas tinggi, serta daktilitas tinggi. Sehingga perlu
dilakukan penelitian untuk mengetahui kekuatan yang akan dihasilkan kolom komposit
kayu panggoh - beton.
Kolom dapat dikategorikan berdasarkan panjangnya yaitu kolom pendek dan
kolom panjang. Kolom pendek adalah jenis kolom yang kegagalannya berupa kegagalan
material (ditentukan oleh kekuatan material). Kolom panjang adalah kolom yang
kegagalannya ditentukan oleh tekuk (buckling) yang disebabkan oleh ketidakstabilan. Tekuk (buckling) adalah suatu jenis kegagalan yang disebabkan oleh ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipengaruhi oleh aksi beban (beban tekuk). Beban tekuk
adalah beban yang dapat menyebabakan suatu kolom menekuk, beban ini disebut Pcr (
Pcr= π2EI/L2
Struktur komposit kayu panggoh-beton diuji dengan menjadikan kayu panggoh
menjadi tulangan pokok pada campuran beton, serta dipasang sengkang pada tulangan
pokoknya. Susunan tulangan dari kayu panggoh yang digunakan sama dengan tulangan
baja pada umumnya hanya saja bentuk dan dimensi yang berbeda yaitu persegi.
Diharapkan kolom komposit ini akan kuat dalam menahan gaya tekan aksial pada
). Kondisi ujung elemen struktur juga dapat mempengaruhi besarnya beban
tekuk yang juga berkaitan dengan panjang kolomnya. Fenomena ini tentu saja juga
ujungnya sehingga dapat aman dari tekuk (buckling) yang umumnya terjadi pada
struktur kolom. Dengan demikian, sistem komposit kayu beton dapat menjadi solusi
konstruksi dengan biaya jauh lebih rendah dengan mutu yang baik apabila tekniknya
dapat diterima dan dikembangkan.
1.2. Perumusan Masalah
Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan, yaitu :
a. Seperti apa sifat Physical dan Mechanical Properties kayu panggoh yang
digunakan?
b. Bagaimana perilaku tekuk kolom komposit kayu panggoh-beton terhadap
beban yang terjadi ?
c. Sampai seberapa besar kapasitas momen struktur kolom komposit kayu
panggoh-beton dalam menahan beban ?
d. Bagaimana grafik hubungan beban dan deformasi dari benda uji ?
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Pengujian physical dan mechanical properties kayu untuk mendapatkan:
a. Kadar air
b. Berat jenis
c. Kuat tekan sejajar serat
d. Kuat tarik sejajar serat
e. Tegangan lentur ultimate dan elastisitas lentur kayu
f. Kuat geser Kayu
2. Memperoleh gambaran tentang kuat tekuk komposit beton-kayu panggoh
sebagai tulangan.
3. Mengetahui tingkat keefektifan pemanfaatan kayu panggoh sebagai tulangan
4. Melakukan analisis perhitungan komposit beton-.kayu panggoh.
5. Mendapatkan hubungan antara deformasi dan gaya dari hasil praktis.
6. Membandingkan hasil analitis dengan menggunakan analisis tekuk euler dan
eksperimental.
1.4. Batasan Masalah
Dalam penelitian yang dilakukan, ada beberapa lingkup masalah yang dibatasi,
yaitu karakteristik bahan yang digunakan sebagai benda uji adalah sebagai berikut :
a. Struktur komposit berupa perpaduan antara bahan beton dengan memasang
kayu sebagai tulangan utama.
b. Kayu dianggap bersifat homogen dan unitropis.
c. Kayu panggoh yang digunakan merupakan kayu yang masih alami serta tidak
melewati proses kimia dan proses pengawetan kayu.
d. Mechanical Properties konstan dari setiap jenis kayu pada satu kolom kayu. e. Mutu beton kolom komposit adalah K-225.
f. Beban dianggap bekerja pada di ujung tiap tumpuan kolom.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umum
Struktur komposit beton dengan memanfaatkan kayu panggoh sebagai tulangan
pokok direncanakan agar dapat menambah kekuatan tarik yang tidak dimiliki oleh beton
karena pada dasarnya kayu mempunyai sifat kuat tarik dan kuat tekan yang relatif baik,
serta berat yang relatif rendah dengan material beton yang kuat terhadap tekan, maka
dijadikan satu kesatuan komposit sehingga dapat digunakan dalam suatu struktur
bangunan.
Tidak seperti beton, kayu merupakan material yang mudah terbakar, jika
dijadikan sebagai satu kesatuan komposit, maka kayu menjadi terlindungi dan tidak
mudah terbakar. Dengan melakukan percobaan ini diharapkan akan menghasilkan suatu
kolom komposit kayu panggoh-beton yang kuat dengan dimensi yang relatif kecil dan
biaya yang ekonomis.
2.2. Kayu
Salah satu bahan konstruksi yang dihasilkan oleh tumbuhan dari alam adalah
kayu. Kayu merupakan salah satu hasil hutan dari sumber kekayaan yang ada di alam
sekaligus menjadi bahan mentah yang proses pengerjaannya sangat mudah bila akan
dijadikan barang-barang yang sesuai dengan kebutuhan perkembangan kehidupan
sekarang.
Kayu adalah salah satu bahan konstruksi alam yang paling tua di dunia, dengan
kata lain, kayu telah digunakan oleh manusia untuk keperluan konstruksi bangunan
sejak zaman dulu. Tidak seperti bahan konstruksi yang lain, kayu merupakan bahan
terurai sempurna di alam sehingga tidak akan menjadi limbah saat tidak dipakai lagi.
Tetapi bukan berarti kita dapat menghabiskan kayu dengan sebanyak-banyaknya, karena
kayu merupakan hasil tumbuhan dari alam maka harus dilestarikan, dengan begitu
persedian kebutuhan kayu di masa depan dapat terpenuhi.
Seperti bahan konstruksi yang lainnya, kayu juga memiliki kekurangan dan
kelebihan jika dibandingkan dengan bahan konstruksi yang lain seperti baja dan beton.
Mengenai kelebihan, kayu mempunyai kuat tarik dan kuat tekan relatif tinggi, berat
yangrelatif rendah, mempunyai daya tahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik,
dapat dengan mudah untuk dikerjakan, relatif murah, dapat mudah diganti bila
mengalami kerusakan danbisa didapatkan dalam waktu singkat (Yap, K.H Felix, 1965).
Pemakaian kayu sebagai konstruksi dukung banyak menjadi alternatif pengganti besi
dan beton bertulang. Rata-rata konstruksi kayu dengan daya dukung yang sama,
harganya ± 25% sampai 40% lebih murah dari pada konstruksi kayu dan beton
bertulang (Suwarno Wiryomartono, 1976). Dengan demikian akan lebih ekonomis jika
menggunakan kayu pada stuktur bangunan dan juga dapat memperindah desain
bangunan tersebut.
Jika ingin membandingkan bahan konstruksi kayu dengan bahan konstruksi yang
lain kita harus mengetahui struktur anatomi dan sifat-sifat kayu sesuai dengan jenis
kayu yang digunakan. Sifat-sifat yang perlu kita ketahui meliputi sifat umum kayu, sifat
fisik kayu (physical properties), dan sifat mekanik kayu (mechanical properties).
2.2.1. Kayu Panggoh
Tanaman aren (Arenga pinnata) tersebar di seluruh kepulauan nusantara, mulai
dari dataran rendah hingga ketinggian 1400 meter di atas permukaan laut. Pada
pengganti tulangan utama adalah kayu panggoh yang diambil dari pohon yang sudah
tua. Kayu panggoh terdapat di bagian luar batang tanaman aren yang merupakan kayu
keras, kuat dan mengkilat. Dari sekitar 50 cm diameter batang aren, bagian pinggir yang
keras hanya setebal 5-7 cm. Semakin ke atas, ketebalan kayu panggoh semakin
berkurang. Kayu panggoh berwarna hitam dan memiliki sifat tahan air, sehingga
umumnya produk dengan bahan kayu panggoh lebih tahan lama.
2.2.2. Struktur Kayu
Kayu berasal dari jenis pohon yang berbeda-beda. Setiap pohon biasanya memiliki susunan struktur yang sama walaupun memiliki sifat-sifat yang berbeda.
Secara umum struktur kayu melintang menurut F.J. Dumanauw (2001) dibagi menjadi
10 bagian yaitu :
1) Kulit luar
2) Kulit dalam
3) Kambium
4) Kayu gubal (kayu yang masih muda)
5) Kayu teras
6) Hati kayu ( inti kayu )
7) Lingkaran tahun
8) Jari-jari
9) Kayu awal
Gambar 2.1 Struktur kayu melintang
2.2.3. Sifat - Sifat Kayu
Kayu berasal dari berbagai jenis pohon yang berbeda-beda, bahkan kayu yang
berasal dari pohon yang sama bisa memiliki sifat yang berbeda baik itu sifat fisiknya
ataupun tingkat kekuatannya.
Kayu yang akan kita gunakan harus sesuai dengan jenis konstruksi yang akan kita
buat. Untuk mengetahui tingkat kekuatan kayu yang akan kita pakai maka kita harus
mengetahui sifat-sifat kayu.
2.2.3.1.Sifat Umum Kayu
Kayu memiliki sifat-sifat yang sangat khas yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan konstruksi yang lain. Disamping sifat-sifat kayu yang berbeda satu sama lain, ada beberapa sifat-sifat umum yang terdapat hampir pada semua jenis kayu yaitu :
pertumbuhan. Kekuatan atau tegangan pada ketiga sumbu arah tersebut tidaklah sama.
Gambar 2.2 Arah sumbu kayu
b) Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertikal dan sifat simetri radial. c) Kayu memiliki sifat yang spesifik dan khas yang tidak dapat ditiru oleh
bahan-bahan lainnya, misalnya kayu memiliki elastisitas serta kuat tekan dan kuat tarik yang relatif tinggi.
d) Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe yang bermacam-macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa dan hemiselulosa (unsur karbohidrat) serta berupa lignin (non- kharbohidrat). e) Kayu merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui (renewable),
dengan kata lain kayu tidak akan habis apabila dikelola dan diletarikan dengan baik.
f) Kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopik, yaitu dapat menyerap dan melepaskan kandungan air akibat perubahan kelembaban suhu udara di sekelilingnya.
g) Kayu adalah bahan yang dapat diserang oleh hama dan penyakit. Sifat ini disebut dengan sifat durabilitas. Durabilitas kayu adalah daya tahan suatu jenis kayu terhadap faktor-faktor perusak yang datang dari luar kayu tersebut.
2.2.3.2.Sifat Fisik Kayu
Beberapa hal yang tergolong dalam sifat fisik kayu adalah :
a) Berat Jenis Kayu
Berat jenis merupakan hal yang sangat penting untuk mengenal jenis kayu. Dengan
mengetahui bejat jenis suatu kayu maka kita akan mengetahui tingkat kekuatannya.
Berat jenis kayu berbanding lurus dengan kekuatan mekanis kayu. Umumnya makin
berat kayu maka makin kuat pula kayunya, begitu juga sebaliknya.
Berat jenis ditentukan oleh tebal dinding sel kayu dan kecilnya rongga sel yang
membentuk pori-pori. Berat jenis kayu diperoleh dari perbandingan antara berat suatu
volume kayu tertentu dengan volume air yang sama pada suhu standart. Umumnya berat
jenis kayu ditentukan berdasarkan berat kayu kering udara, yaitu sekering-keringnya
tanpa ada proses pengeringan buatan. Tiap-tiap kayu mempunyai berat jenis yang
berbeda-beda, berkisar antara mimimum 0,2 hingga BJ 1,28 (SNI Kayu 2002).
b) Kadar Air Kayu
Kayu bersifat higroskopis yang artinya kayu memiliki daya tarik terhadap air,
baik dalam uap maupun cairan (Jopie F.Dumanauw, 2001: 30). Kemampuan kayu untuk
menyerap atau mengeluarkan air tergantung pada suhu dan kelembaban udara sekeliling
kayu itu berada. Kayu mempunyai sifat peka terhadap kelembaban karena pengaruh
kadar air yang menyebabkan mengembang dan menyusutnya kayu serta mempengaruhi
pula sifat-sifat fisis dan mekanis kayu.
Kadar air didefinisikan sebagai banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang
dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya. Kadar air sangat besar
pengaruhnya terhadap kekuatan kayu, terutama daya pikulnya terhadap tegangan desak
sejajar arah serat dan juga tegak lurus arah serat kayu.
Kayu mengering pada saat air bebas keluar dan apabila air bebas itu habis
kira-kira 25% - 30%. Apabila kayu mengering dibawah titik jenuh serat, dinding sel
menjadi semakin padat sehingga mengakibatkan serat-seratnya menjadi kokoh dan kuat.
Pada umumnya kayu-kayu di Indonesia yang kering udara mempunyai kadar air
antara 12%-18%, atau rata-ratanya adalah 15% (SNI-5,2002; ASTM D2395-02). Tetapi
apabila berat dari benda uji tersebut menunjukkan angka yang terus-menerus menurun,
maka kayu belum dapat dianggap kering udara.
2.2.3.3.Sifat Mekanik Kayu
Sifat-sifat mekanik atau kekuatan kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan
segala beban yang diterima dari luar. Beban dari luar yang dimaksud adalah gaya-gaya
di luar benda yang mampu mengubah bentuk dan besarnya benda itu sendiri. Jika ingin
menggunakan kayu sebagai bahan konstruksi syarat kekuatan kayu harus terpenuhi.
Adapun sifat-sifat mekanis kayu yaitu:
a) Keteguhan Tarik (Tension Strength)
Keteguhan tarik adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap dua buah gaya
yang bekerja bersifat menarik kayu ke arah yang berlawanan di tiap sisinya (Gambar
2.3). Gaya tarik akan berusaha melepaskan ikatan antara serat-serat kayu yang diuji.
Kekuatan tarik terbesar yang dimiliki kayu adalah kekuatan tarik yang sejajar dengan
arah seratnya. Kekuatan tarik kayu yang tegak lurus arah serat lebih kecil dari pada
kekuatan kayu yang sejajar dengan arah serat.
Ketika diberikan gaya tarik (P) pada kayu, maka akan timbul tegangan- tegangan
tarik yang jumlahnya sama dengan gaya tarik P dari luar. Makin besar gaya tarik maka
makin jelas pula reaksinya. Bila gaya tarik P semakin besar serat-serat kayu akan
terlepas dan terjadilah patahan. Dalam suatu konstruksi bangunan, kegagalan akibat
patahan seperti ini tidak boleh terjadi. Untuk menjaga keamanan maka harus memenuhi
perubahan atau bahaya pada kayu yang dipakai. Sebagai contoh, untuk kayu dengan
kode mutu E20 tegangan tarik (Ft//) yang diizinkan dalam arah sejajar serat adalah 44
[image:32.595.132.528.604.719.2]MPa.
Gambar 2.3 Batang kayu yang mengalami gaya tarik
b) Keteguhan Tekan (Compression Strength)
Keteguhan tekan adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap gaya-gaya tekan
yang bekerja sejajar atau tegak lurus serat kayu. Gaya tekan yang bekerja sejajar serat
kayu akan menimbulkan bahaya tekuk pada kayu tersebut, misalnya terjadi pada tiang
pendek/kolom (Gambar 2.4). Sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat
akan menimbulkan retak pada kayu, misalnya terjadi pada bantalan rel kereta api yang
terbuat dari bahan kayu.
Kekuatan tekan tegak lurus arah serat pada semua kayu lebih kecil dibandingkan
kekuatan sejajar arah serat kayu (Jopie F.Dumanauw, 2001). Kuat tekan sejajar serat
kayu 15 kali lebih kuat dari kuat tekan tegak lurus arah serat. Tegangan tekan terbesar
dimana tidak menimbulkan adanya bahaya disebut tegangan tekan yang diizinkan.
Sedangkan kuat tekan kayu kira-kira setengah kuat tarik kayu.
Batang-batang kayu yang mempunyai dimensi panjang dan tipis seperti papan,
akan mengalami kemungkinan bahaya kerusakan yang lebih besar ketika menerima
gaya tekan sejajar serat jika dibandingkan dengan gaya tekan tegak lurus serat kayu.
Gaya tekan yang diberikan akan menyebabkan timbulnya tegangan tekan pada kayu.
Gambar 2.5 Batang kayu yang menerima gaya tekan P tegak lurus serat
c) Keteguhan Geser
Keteguhan geser kayu adalah suatu ukuran kekuatan kayu dalam hal
kemampuannya menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian kayu tersebut bergeser
atau tergelincir dari bagian lain di dekatnya (Jopie F.Dumanauw, 2001).
Dalam hal ini ada tiga jenis kuat geser pada kayu, yaitu keteguhan geser sejajar
serat, keteguhan geser tegak lurus arah serat, dan keteguhan geser miring. Pada
keteguhan geser tegak lurus arah serat jauh lebih besar daripada keteguhan geser sejajar
arah serat. Tegangan geser terbesar yang tidak akan menimbulkan bahaya pada
pergeseran serat kayu disebut tegangan geser yang diizinkan, dengan notasi Fv (MPa).
Gaya Geser
P
P
d) Keteguhan Lenkung (Kuat Lentur)
Keteguhan lengkung (kuat lentur) adalah kekuatan atau kemampuan kayu untuk
menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu. Beban-beban yang dipikul
dapat berupa beban-beban statis (beban hidup dan beban mati) ataupun beban pukulan
(beban mendadak).
Gambar 2.7 Keteguhan lengkung pada kayu
e) Elastisitas
Elastisitas kayu adalah tingkat kemampuan suatu kayu untuk dapat kembali ke
bentuk semula setelah dilakukan pembebanan. Kayu mengikuti persamaan hukum
Hooke, dimana pertambahan panjang benda berbanding lurus dengan gaya yang
diberikan kepada benda tersebut. Nilai modulus of elasticity (MOE) kayu antara
2500-17000 N/mm2
Kayu memiliki nilai MOE yang lebih rendah dari bahan-bahan lain, namun bila dilihat dari berat jenisnya, nilai elastisitasnya sebanding dengan baja. Nilai MOE berbeda pada setiap arahnya (aksial, tangensial, dan radial). Pada arah transversal (tangensial dan radial) hanya sekitar 300 – 600 N/mm
untuk arah aksial.
2
f) Keteguhan Belah
(SNI 2002).
Keteguhan belah adalah kemampuan kekuatan kayu dalam menahan gaya-gaya
yang berusaha membelah kayu. Kayu lebih mudah membelah menurut arah sejajar serat
kayu (Jopie F.Dumanauw, 2001). Keadaan kayu juga mempengaruhi sifat pembelahan,
2.2.4.Tegangan Bahan Kayu
Tegangan atau kekuatan pada bahan seperti kayu adalah kemampuan kayu untuk
menahan beban dari luar atau beban yang berusaha merubah bentuk dan ukuran kayu
tersebut. Akibat beban luar yang bekerja ini menyebabkan timbulnya gaya-gaya dalam
pada bahan yang berusaha menahan perubahan ukuran dan bentuk bahan. Gaya dalam
ini disebut dengan tegangan (N/mm2
Jika tegangan yang bekerja kecil maka regangan atau deformasi yang terjadi juga
kecil dan jika tegangan yang bekerja besar maka deformasi yang terjadi juga besar. Jika
kemudian tegangan dihilangkan maka bahan akan kembali kebentuk semula. Perubahan
ukuran atau bentuk ini dikenal sebagai deformasi atau regangan. ).
Kemampuan bahan untuk kembali kebentuk semula tergantung pada besar sifat
elastisitasnya. Jika tegangan yang diberikan melebihi daya dukung serat maka
serat-serat akan putus dan terjadi kegagalan atau keruntuhan. Deformasi sebanding dengan
besarnya beban yang bekerja sampai pada satu titik. Titik ini adalah Limit Proporsional. Setelah melewati titik ini besarnya deformasi akan bertambah lebih cepat dari besarnya
beban yang diberikan. Hubungan antara beban dan deformasi ditunjukkan pada grafik
2.1.
Kayu memiliki beberapa jenis tegangan. Sebagai contoh tegangan tekan
cenderung memperpendek kayu sedangkan tegangan tarik akan memperpanjang kayu.
Biasanya kayu akan menderita kombinasi dari beberapa tegangan yang terjadi secara
bersamaan meski salah satu jenis tegangan lebih mendominasi. Kemampuan untuk
melentur bebas dan kembali ke bentuk semula tergantung kepada elastisitas, dan
kemampuan untuk menahan terjadinya perubahan bentuk disebut dengan kekakuan.
Modulus elastisitas adalah ukuran hubungan antara tegangan dan regangan dalam
limit proporsional yang memberikan angka umum untuk menyatakan kekakuan atau
elastis suatu bahan. Semakin besar modulus elastisitas kayu, maka kayu tersebut
semakin kaku.
Nilai tegangan diperoleh dari besarnya beban per luas penampang yang dibebani, dinyatakan dalam N/mm², atau:
Tegangan ( σ ) = =
dan regangan didefinisikan sebagai deformasi per ukuran semula yaitu:
Regangan ( ϵ ) = =
2.2.5.Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis
Pemilihan secara mekanis untuk mendapatkan modulus elastisitas lentur harus
dilakukan dengan mengikuti standar pemilihan mekanis yang baku. Berdasarkan
modulus elastis lentur yang diperoleh secara mekanis, kuat acuan lainnya dapat diambil
Tabel 2.1 Nilai kuat acuan berdasarkan atas pemilahan secara mekanis pada kadar air 15% (berdasarkan PKKI NI - 5 2002)
Kode Mutu Modulus Elastisitas Lentur Ew
( MPa )
Kuat
Lentur
Fb
( MPa )
Kuat Tarik
Sejajar
Serat
Ft//
( MPa )
Kuat Tekan
Sejajar
Serat
Fc//
( MPa )
Kuat
Geser
Fv
( MPa )
Kuat Tekan
Tegak Lurus
Serat
Fc┴
( MPa )
E26 25000 66 60 46 6,6 24
E25 24000 62 58 45 6,5 23
E24 23000 59 56 45 6,4 22
E23 22000 56 53 43 6,2 21
E22 21000 54 50 41 6,1 20
E21 20000 56 47 40 5,9 19
E20 19000 47 44 39 5,8 18
E19 18000 44 42 37 5,6 17
E18 17000 42 39 35 5,4 16
E17 16000 38 36 34 5,4 15
E16 15000 35 33 33 5,2 14
E15 14000 32 31 31 5,1 13
E14 13000 30 28 30 4,9 12
E13 14000 27 25 28 4,8 11
E12 13000 23 22 27 4,6 11
E11 12000 20 19 25 4,5 10
E10 11000 18 17 24 4,3 9
Faktor-faktor koreksi digunakan untuk menghitung nilai tahanan terkoreksi. Nilai faktor koreksi yang digunakan dalam menghitung nilai tahanan terkoreksi adalah sebagai berikut :
Tabel 2.2 Faktor koreksi layan basah, Cm (berdasarkan PKKI NI - 5 2002)
Fb Ft Fv Fc┴ Fc E
Balok Kayu 0,85 1,00 0,97 0,67 0,8 0,9
Balok Kayu Besar ( 125mm x 125mm atau
lebih besar )
1,00 1,00 1,00 0,67 0,91 1,00
Lantai Papan Kayu 0,85 - - 0,67 - 0,9
Glulam ( kayu laminasi structural ) 0,80 0,80 0,87 0,53 0,73 0,83
Tabel 2.3 Faktor koreksi temperature, Ct (berdasarkan PKKI NI - 5 2002)
Kondisi Acuan Kadar Air Pada Masa
Layan
Ct
T ≤ 38ºC 38ºC< T ≤ 52º 52ºC< T ≤ 65º
Ft , E Basah atau Kering 1,0 0,9 0,9
Fb , Fc , Fv ,
Fc┴
Kering 15% 1,0 0,8 0,7
Basah 1,0 0,7 0,5
2.2.6.Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Visual
Pemilihan secara visual harus mengikuti standar pemilahan secara visual yang apabila pemeriksaan visual dilakukan berdasarkan atas pengukuran berat jenis kuat acuan untuk kayu berserat lurus tanpa cacat dapat dihitung dengan menggunakan langkah-langkah berikut ini :
a) Kerapatan ρ pada kondisi basah (berat dan volume diukur pada kondisi basah, tetapi kadar airnya lebih kecil dari 30 %) dihitung dengan mengikuti prosedur baku. Gunakan satuan kg/m3
b) Kadar air, m% (m < 30), diukur dengan prosedur baku. untuk ρ.
c) Hitung berat jenis pada m% (Gm) dengan rumus :
Gm =
d) Hitung berat jenis dasar (Gb) dengan Rumus :
Gb =
;
dengan a = (30-m)/ 30 e) Hitung berat jenis pada kadar air 15% (G15G
) dengan rumus :
15 =
f) Hitung estimasi kuat acuan dengan ketentuan nilai Modulus Elastisitas Lentur (Ew) = 16500 G0,7 dimana G adalah berat jenis kayu pada kadar air 15% = G
Tabel 2.4 Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu (berdasarkan PKKI NI - 5 2002)
Macam Cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu C
Mata kayu:
Terletak di muka lebar
Terletak di muka sempit
Retak Pingul Arah serat Saluran Damar Gubal Lubang serangga
Cacat lain (lapuk , hati
rapuh , retak melintang )
1/6 lebar kayu
1/8 lebar kayu
1/5 lebar kayu
1/10 tebal atau lebar
kayu
1 : 13
1/5 tebal kayu
eksudasi tidak
diperkenankan
Diperkenankan
Diperkenankan asal
terpencar dan ukuran
dibatasi dan tidak ada
tanda – tanda
serangga hidup
Tidak diperkenankan
1/4 lebar kayu
1/6 lebar kayu
1/6 lebar kayu
1/6 tebal atau lebar
kayu
1 : 9
2/5 tebal kayu
Diperkenankan
Diperkenankan asal
terpencar dan ukuran
dibatasi dan tidak ada
tanda – tanda
serangga hidup
Tidak diperkenankan
1/2 lebar kayu
1/4 lebar kayu
1/2 lebar kayu
1/4 tebal atau lebar
kayu
1 : 6
1/2 lebar kayu
Diperkenankan
Diperkenankan
asal terpencar dan
ukuran dibatasi
dan tidak ada tanda
– tanda serangga
hidup
Tidak
diperkenankan
Untuk kayu dengan serat tidak lurus dan atau mempunyai cacat kayu, estimasi
mengikuti ketentuan pada SNI 03-3527-1994 UDC (Universal Decimal Classification)
691.11 tentang “Mutu Kayu Bangunan“ yaitu dengan mengalihkan estimasi nilai
modulus elastisitas nilai modulus elastisitas lentur acuan dari tabel 2.1 tersebut dengan
nilai rasio tahanan yang ada pada tabel 2.2 yang bergantung pada kelas mutu kayu.
Kelas mutu kayu ditetapkan dengan mengacu pada tabel 2.5.
Tabel 2.5 Nilai rasio tahanan ((berdasarkan PKKI NI - 5 2002)
Kelas Mutu Nilai Rasio Tahanan
A 0,80
B 0,63
C 0,50
2.3. Beton
Beton merupakan pencampuran antara semen, agregat halus, agregat kasar, air
dengan atau tanpa bahan adiktif (tambahan lain) dengan perbandingan tertentu sesuai
dengan mutu beton yang diinginkan (Paul Nugraha, 2007). Campuran tersebut nantinya
akan mengeras seperti batu sesuai dengan dimensi dan bentuk cetakannya. Peristiwa
pengerasan pada beton terjadi akibat adanya proses kimia yang saling mengikat antara
air dan semen.
Berbagai macam variasi sifat kekuatan beton dapat diperoleh dengan pengaturan
yang sesuai pada perbandingan jumlah material-material campurannya. Semen-semen
khusus (seperti semen berkekuatan tinggi) dan agregat-agregat khusus (seperti
bermacam-macam agregat ringan dan agregat berat) memungkinkan untuk mendapatkan
variasi sifat-sifat beton yang lebih luas lagi. Kekuatan beton juga bergantung pada
proporsi dari bahan campurannya. Selain proporsi bahan, proses pencampuran juga
sangat berpengaruh. Proses pengadukan bahan-bahan campuran sampai proses
penuangan campuran ke cetakannya sangat bergantung pada kondisi kelembaban dan
kubus atau silinder yang telah dibuat dari adukan. Kekuatan beton biasanya diuji setelah
dirawat selama 28 hari (menurut standart prosedur).
Dibandingkan dengan material struktur yang lain, beton memiliki banyak
keunggulan. Tapi walaupun telah dipakai sejak dulu, beton juga masih memiliki
berbagai kekurangan. Keunggulan dan kekurangan beton (Paul Nugraha 2007) antara
lain :
Keunggulan Beton
a) Ketersediaan (availabity) material dasar. Agregat dan air pada umumnya bisa diperoleh dari lokasi sekitar kita. Semen juga dapat dibuat di daerah setempat bila tersedia. Dengan demikian biaya pembuatan relatif murah karena semua bahan campurannya didapat dengan mudah.
b) Kemudahan untuk digunakan (versality)
1) Beton dapat dipakai untuk pembangunan struktur.
2) Beton segar dapat dengan mudah dicetak sesuai dengan keinginan dan cetakan beton pun dapat dipakai berkali-kali sehingga ada nilai ekonomisnya.
3) Pengangkutan bahan mudah, karena masing-masing bahan bisa diangkut secara terpisah.
c) Kebutuhan pemeliharaan yang minimal
Beton tahan aus dan tahan bakar serta mempunyai sifat tahan terhadap korosi dan pembusukan oleh kondisi lingkungan sehingga perawatannya lebih murah.
d) Kemampuan beradaptasi (adaptability)
1) Beton bersifat monolit sehingga tidak memerlukan sambungan seperti baja. 2) Beton dapat dicetak dengan bentuk dan ukuran apapun yang kita inginkan. 3) Beton mampu menahan gaya tekan dengan baik.
Kekurangan Beton
a) Kekuatan tarik beton rendah.
b) Beton cenderung mengalami retak , karea semennya hidraulis. c) Berat sendiri beton yang besar sekitar 2400 kg/m3
d) Kualitas beton sangat bergantung pada cara pelaksanaannya di lapangan. Beton yang baik maupun yang buruk dapat dibentuk dari rumus dan campuran yang sama.
e) Beton keras menyusut dan mengembang bila terjadi perubahan suhu, sehingga perlu dibuat dilatasi (expansion joint) untuk mencegah retakan yang diakibatkan oleh terjadinya perubahan suhu.
f) Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan diteliti secara seksama.
g) Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau daur ulang sulit dan tidak ekonomis.
2.3.1. Kekuatan Beton 2.3.1.1.Kuat Tekan Beton
Karena beton mempunyai sifat yang kuat terhadap tekan dan mempunyai sifat
yang relatif rendah terhadap tarik maka pada umumnya beton hanya diperhitungkan
mempunyai kerja yang baik di daerah tekan pada penampangnya dan hubungan
regangan-regangan yang timbul karena pengaruh pengaruh gaya tekan tersebut
digunakan sebagai dasar pertimbangan.
Nilai dari kuat tekan beton diwakili oleh tegangan tekan maksimum fc’ dengan satuan N/mm2 atau MPa (Mega Pascal). Kuat tekan beton umur 28 hari berkisar antara
nilai ± 10 - 65 MPa. Untuk struktur beton bertulang padaumumnya menggunakan beton
dengan kuat tekan berkisar 17 - 30 MPa(Dipohusodo, 1999).
Nilai dari kuat tekan beton ditentukan dari tegangan tekan tertinggi (fc’) yang dicapai benda uji umur 28 hari akibat beban tekan selama percobaan. Dengan demikian,
seperti tampak pada gambar, harap dicatat bahwa tegangan fc’ bukanlah tegangan yang timbul pada saat benda uji hancur melainkan tegangan maksimum pada saat regangan beton (εb) mencapai nilai ± 0,002. Grafik 2.2. memperlihatkan hasil percobaan kuat
Grafik 2.2 Grafik hubungan tegangan - regangan batang tulangan baja terhadap kuat tekan beton (Dipohusodo, 1999)
Kuat tekan pada umur 28 hari dapat dihitung dari data kuat tekan pada umur lainnya dengan menggunakan angka konversi yang diturunkan di laboratorium terhadap benda uji yang dirawat di laboratorium maupun di lapangan. Bila percobaan ini tidak dilakukan, alternatif lain untuk mendapatkan kuat tekan beton 28 hari adalah dengan menggunakan tabel berikut ini, asalkan beton tersebut tidak menggunakan campuran tambahan atau agregat ringan.
Tabel 2.6 Perbandingan kuat tekan beton pada berbagai umur untuk benda uji silinder yang dirawat di laboratorium (berdasarkan SNI-03-2847-2002)
Umur beton ( hari ) Semen Portland type I
3 0,46
7 0,70
14 0,88
21 0,96
28 1,00
2.3.1.2.Modulus Elastisitas Beton
Tolak ukur yang umum dari sifat elastis suatu bahan adalah modulus elastisitas,
yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk
per satuan panjang, sebagai akibat tekanan yang diberikan.
a) Untuk nilai wc diantara 1500 kg/m3 dan 2500 kg/m3, nilai modulus elastisitas beton (Ec):
Ec = (Wc) 1,5 0.043 (dalam MPa)
b) Untuk beton normal Ec dapat diambil sebesar: Ec = 4700
Dimana:Wc = Berat Satuan Beton ( kg/m3
)
= Kuat Tekan Beton yang disyaratkan ( MPa )
Modulus elastisitas beton berubah-ubah tergantung kepada umur beton, sifat-sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari benda uji.
Nilai kuat beton beragam sesuai dengan umurnya dan biasanya nilai kuat beton
ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari setelah pengecoran. Umumnya
pada umur 7 hari kuat beton mencapai 70 % dan pada umur 14 hari mencapai 85% -
90% dari kuat beton umur 28 hari. Nilai dari modulus elastisitas beton normal akan
ditunjukkan di tabel 2.7.
Tabel 2.7 Nilai Modulus Elastisitas Beton Normal laboratorium (berdasarkan SNI-03-2847-2002)
Fc’n (kg/cm2) Ec (Mpa)
175 19500
200 20800
225 22100
250 23300
2.3.1.3.Kuat Tarik Beton
pembagian tugas, dimana tulangan bertugas memperkuat dan menahan gaya tarik, sedangkan beton hanya diperhitungkan menahan gaya tekan.
SNI 03-2847-2002 membatasi untuk beton normal, kekuatan beton dalam menahan tarik akibat lentur adalah:
Fr = 0,70 f 'c (Fr ini biasa dikenal dengan tegangan retak)
Dengan Ec dan f’c dalam Mpa. Harga ini harus dikalikan faktor 0,75 untuk
beton ringan total dan 0,85 untuk beton ringan berpasir. Dari berbagai hasil percobaan
terlihat bahwa kekuatan tarik beton sangat kecil dibandingkan kekuatan tekannya,
sehingga dalam analisis atau desain kekuatan tarik beton diabaikan, dan beton dianggap
hanya dapat menahan gaya tekan.
2.3.2. Bahan-Bahan Penyusun Beton 2.3.2.1.Semen
Semen adalah bagian yang sangat penting dalam pembuatan beton. Semen berfungsi sebagai pengikat yang bersifat kohesif dan adhesif. Kegunaan semen ini semata-mata untuk bahan pengikat yang akan mengikat agregat halus dan agregat kasar dengan bantuan air dimana prosesnya disebut hidrasi sehingga bahan-bahan tersebut membentuk suatu kesatuan yang disebut beton.
Pengikatan dan pengerasan dari semen hanya dapat terjadi karena adanya air,
dan air inilah dapat yang melangsungkan reaksi-reaksi kimia guna melarutkan
bagian-bagian dari semen sehingga dihasilkan senyawa-senyawa hidrat yang dapat mengeras.
Semen yang digunakan dalam pelaksanaan konstruksi beton harus mempunyai kualitas
yang baik, sebab semen sangat menentukan kualitas beton itu sendiri.
1) Ordinary Portland Cement (OPC)
Merupakan jenis semen yang paling sering digunakan dalam pembangunan. Semen portland diklasifikasikan dalam lima tipe yaitu :
a. Tipe I (Ordinary Portland Cement)
b. Tipe II (Moderate Sulfat Resistance)
Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat atau panas hidrasi sedang. Tipe II ini mempunyai panas hidrasi yang lebih rendah dibanding semen Portland Tipe I. Pada daerah-daerah tertentu dimana suhu agak tinggi, maka untuk mengurangi penggunaan air selama pengeringan agar tidak terjadi Srinkage (penyusutan) yang besar perlu ditambahkan sifat moderat “Heat of hydration”. Semen Portland tipe II ini disarankan untuk dipakai pada bangunan seperti bendungan, dermaga dan landasan berat yang ditandai adanya kolom-kolom dan dimana proses hidrasi rendah juga merupakan pertimbangan utama.
c. Tipe III (High Early Strength)
Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan yang tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi. Semen tipe III ini dibuat dengan kehalusan yang tinggi blaine biasa mencapai 5000 cm2/gr dengan nilai C3S nya juga tinggi. Beton yang dibuat dengan menggunakan semen Portland tipe III ini dalam waktu 24 jam dapat mencapai kekuatan yang sama dengan kekuatan yang dicapai semen Portland tipe I pada umur 3 hari, dan dalam umur 7 hari semen Portland tipe III ini kekuatannya menyamai beton dengan menggunakan semen portlan tipe I pada umur 28 hari.
d. Tipe IV (Low Heat Of Hydration)
Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan panas hidrasi rendah. Penggunaan semen ini banyak ditujukan untuk struktur beton dengan volume yang besar, seperti bendungan dan lapangan udara. Dimana kenaikan temperatur dari panas yang dihasilkan selama periode pengerasan diusahakan seminimal mungkin sehingga tidak terjadi pengembangan volume beton yang biasa menimbulkan cracking (retak). Pengembangan kuat tekan (strength) dari semen jenis ini juga sangat lambat jika dibanding semen portland tipe I.
e. Tipe V (Sulfat Resistance Cement )
2). Sulphate Resisting Portland Cement ( SRPC ) Merupakan semen yang tahan terhadap sulfat.
3). Rapid Hardming Portland Cement ( RHPC )
Merupakan jenis semen yang cepat mengeras dan biasanya digunakan untuk bangunan air.
4). White Cement
Semen ini biasanya disebut semen putih dan sering kali dipakai sebagai hiasan.
2.3.2.2.Agregat
Agregat ialah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam
campuran beton. Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi,
yaitu berkisar 60%-70% dari volume beton. Walaupun fungsinya hanya sebagai pengisi,
tetapi karena komposisinya yang cukup besar sehingga karakteristik dan sifat agregat
memiliki pengaruh langsung terhadap sifat-sifat beton.
Secara umum agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu agregat kasar dan agregat halus.
a. Agregat Kasar
Agregat kasar (kerikil/batu pecah) berasal dari disintegrasi alami dari batuan alam
atau berupa batu pecah yang dihasilkan oleh alat pemecah batu (stone crusher), dengan ukuran butiran lebih dari 5 mm atau tertahan pada saringan no.4. Agregat yang
digunakan dalam campuran beton biasanya berukuran lebih kecil dari 40 mm. Agregat
yang ukurannya lebih besar dari 40 mm digunakan untuk pekerjaan sipil lainnya,
misalnya untuk pekerjaan jalan, tanggul-tanggul penahan tanah, bendungan dan lainnya.
b. Agregat Halus
Agregat halus (pasir) adalah mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi
dalam campuran beton yang memiliki ukuran butiran kurang dari 5 mm atau lolos
saringan no.4 dan tertahan pada saringan no.200. Agregat halus berasal dari hasil
batu (stone crusher) dan sebaiknya tidak boleh mengandung zat-zat organik yang dapat merusak struktur beton.
2.3.2.3.Air
Air berguna untuk melarutkan semen sehingga akan menghasilkan senyawa
yang dapat mengeras. Dalam konstruksi beton, air adalah bahan campuran yang turut
menentukan mutu dari suatu beton. Oleh sebab itu pemakaian air dalam campuran beton
harus diteliti terlebih dahulu agar jangan mengurangi mutu beton yang dihasilkan. Bila
penelitian tersebut tidak dapat dilakukan maka diadakan percobaan perbandingan antara
kekuatan tekan mortar semen ditambah pasir, air, dengan memakai air suling sebagai
standard. Air tersebut dapat dianggap memenuhi syarat dan dapat dipakai apabila
kekuatan tekan mortar pada umur 7 dan 28 hari paling sedikit adalah 90% dari kekuatan
tekan mortar dengan menggunakan air suling pada umur yang sama.
Jumlah air yang dipakai untuk membuat adukan beton dapat ditentukan dengan
ukuran isi atau ukuran berat dan harus dilakukan dengan tepat. Air yang dipergunakan
untuk pembuatan beton adalah air yang tidak mengandung minyak, asam, garam-garam
alkali, bahan-bahan organik atau bahan-bahan yang dapat merusak mutu beton atau baja
dan juga mempunyai pH yang tidak boleh > 6.
Dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:
a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.
b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.
2.4. Kolom
Pada suatu struktur bangunan gedung, kolom berfungsi sebagai pendukung
beban-beban dari balok dan pelat untuk diteruskan ke tanah dasar melalui pondasi.
Beban-beban dari pelat dan balok adalah merupakan Beban-beban aksial tekan serta momen lentur.
Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa kolom adalah suatu struktur bangunan yang
sangat mendukung beban aksial dengan atau tanpa momen lentur.
Pada suatu struktur bangunan kolom merupakan bagian yang sangat penting untuk
diberi perhatian lebih, karena apabila kolom ini mengalami kegagalan, maka berakibat
keruntuhan struktur bangunan secara keseluruhan.
2.4.1. Jenis Kolom
2.4.1.1.Jenis Kolom Berdasarkan Bentuk dan Susunan Tulangan
Berdasarkan bentuk dan susunan tulangan, kolom dibedakan menjadi 3 jenis yaitu :
a) Kolom segiempat, berupa kolom berbentuk segiempat ataupun bujursangkar
dengan dipasang tulangan memanjang dan sengkang.
b) Kolom bulat, berupa kolom dengan tulangan memanjang dan sengkang
melingkar atau spiral.
c) Kolom komposit yaitu kolom yang terdiri atas beton dengan diisi bahan lain
yang berbeda seperti profil baja struktual, tulangan dengan bahan lain selain baja
[image:49.595.135.519.418.743.2]mis. kayu, yang berada di dalam stuktur beton.
Dari semua jenis kolom di atas kolom dengan bersengkang segiempat dan bujur sangkar merupakan jenis kolom yang paling banyak dipakai. Hal ini karena pelaksanaan
dan pengerjaannya yang mudah serta harga pembuatannya yang murah.
2.4.1.2.Jenis Kolom Berdasarkan Letak / Posisi Beban Aksial
Berdasarkan letak beban aksial yang bekerja pada penampang kolom, kolom
dibedakan menjadi 2 macam yaitu kolom dengan beban sentris dan kolom dengan posisi
beban eksentris.
Kolom dengan posisi beban sentris adalah kolom yang menahan beban aksial
tepat pada sumbu kolom. Pada kondisi seperti ini seluruh permukaan penampang beton
beserta tulangan kolom menahan beban tekan.
Kolom dengan posisi beban eksentris adalah kolom yang beban aksialnya
bekerja di luar sumbu kolom dengan eksentrisitas sebesar e. Beban aksial P dan
eksentrisitas e ini nantinya akan menimbulkan momen (M) sebesar M = P.e . Jadi dapat
disimpulkan bahwa kolom yang menahan beban aksial eksentris ini pengaruhnya sama
dengan kolom yang menahan beban aksial sentris P serta momen M yang diberikan.
a) Kolom yang mengalami beban sentris (Gambar 2.9a) berarti tidak mengalami lentur.
b) Kolom dengan beban eksentrisitas (Gambar 2.9b) mengalami momen lentur selain gaya aksial. Momen ini dapat dikonversikan menjadi suatu beban P dengan eksentrisitas e.
P P
e
[image:50.595.248.450.521.736.2](a) (b)
2.4.1.3.Jenis Kolom Berdasarkan Panjang Kolom
Berdasarkan ukuran panjang pendeknya suatu kolom, dapat dibedakan menjadi 2
jenis yaitu kolom panjang dan kolom pendek. Kolom panjang juga biasa disebut dengan
kolom langsing atau kolom kurus. Sedangkan kolom pendek biasa disebut dengan
kolom gemuk atau kolom tidak langsing.
Pada kolom pendek dengan nilai kelangsingan kolomnya yang sangat kecil, akan
memungkinkan terjadinya kegagalan tekan (crushing failure) pada penampang kolom.
Sedangkan pada kolom panjang dengan nilai nilai kelangsingan kolomnya yang tinggi
maka akan terjadi kegagalan tekuk pada kolom sebelum mencapai kuat kuat tekan yang
telah direncanakan. Selain itu bisa juga terjadi peristiwa lateral buckling failure atau
kondisi dimana kolom mengalami kondisi yang
