ANALISIS PERBANDINGAN KOLOM BETON BERTULANG BERBENTUK
BULAT DAN PERSEGI MENGGUNAKAN CARBON FIBER WRAP TERHADAP
VARIASI PEMBEBANAN AKSIAL
(EKSPERIMEN).
1Jimmy Carter Tarigan, 2Sanci Barus
1Depsrtemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan
Email : ganstar_jimmy@yahoo.com
2Staff Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan
Email : sanci@usu.ac.id
ABSTRAK
Kolom memegang peranan penting dari suatu bangunan karena memikul beban aksial, momen lentur, dan gaya geser. Dengan adanya perkembangan teknologi, ditemukanlah material jenis baru yang dapat memperkuat beton tanpa harus mengganti beton lama yang telah mengalami kerusakan yaitu Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP). Dengan adanya teknik perbaikan dengan menggunakan carbon fiber tersebut, maka akan terjadi peningkatan kapasitas kolom beton bertulang setelah perbaikan sehingga variasi pembebanan yang dilakukan dapat menunjukkan seberapa besar pengaruh carbon tersebut untuk mengembalikan kekuatan kolom seperti pada kekuatan awalnya. Tugas akhir ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kolom berpenampang bulat dan kolom berpenampang persegi akibat pengaruh Carbon Fiber terhadap kapasitas aksial ultimate kolom dan kekangan yang diberikan oleh tulangan transversal dan CFRP. Peningkatan kapasitas beban aksial ultimate yang signifikan akan memberikan faktor keamanan yang tinggi pada perencanaan kolom. Selain itu, efek kekangan yang diberikan oleh CFRP dan tulangan transversal akan memberikan ketahanan dari gaya-gaya luar maupun gaya-gaya dalam, serta nilai daktilitas yang tinggi. Dalam tugas akhir ini, penulis membahas mengenai pembebanan aksial sentris pada kolom serta peningkatan kekuatan kolom yang digambarkan dalam bentuk output diagram interaksi. Dari hasil analisis diperoleh bahwa peningkatan kuat tekan setelah dilapisi dengan CFRP pada kolom bulat adalah sebesar 46,05% sementara pada kolom persegi meningkat sebesar 31,4%. Dan pada pembebanan sentris pada kolom hasil eksperimen diperoleh peningkatan kapasitas aksial sebesar 73,26% pada kolom bulat, dan peningkatan kapasitas aksial sebesar 67,42% pada kolom persegi.
Kata Kunci : Kolom,Carbon Fiber Reinforcer Polymer (CFRP),Kuat Tekan, Kapasitas Aksial.
ABSTRACT
Column plays an important role of a building due to bear axial loads, bending moments and shear forces. With the development of technology, in discover a new type of materials that can strrngheten the concrete without having to replace the old concrete which has suffer damage that Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP). With the repair technique using the carbon fiber, there will be an increase in capacity of reinforced concrete column after repairs were done so that the load variations can indicate how much influence the carbon to restore the strength of the columns as the original strength. This thesis aims to examine the air circular columns cross comparassion and rectangular columns due to influence of Carbon Fiber for the ultimate axial capacity of column and constraints provided by the transverse reinforcement and CFRP. The increase in the ultimate axial load capacity which will significantly high safety factor in the planning field. In addition, the effect of confinement provided by the transverse reinforcement CFRP and will provide resilience from external forces and internal forces , as well as high ductility values. In this thesis, the author discusses the centric axial load on the column as well as an increase in the strength of the columns depicted in the form of interaction diagram output. Analysis of the result shows that the increase in compressive strength after coated with CFRP on circular columns by 46.05% while the rectangular column increased by 31.4%. And the centric loading experimental results obtained in the column axial capacity of 73.26% on circular columns, and an increase in axial capacity of 67.42% on a rectangular column.
Key words : Column, Carbon Fiber Reinforcer Polymer (CFRP),Compressive Strenght,Axial Capacity
1. PENDAHULUAN Latar Belakang
Kolom memegang peranan penting dari suatu bangunan karena memikul beban aksial, momen lentur, dan gaya geser sehingga keruntuhan pada suatu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse) seluruh struktur. Dewasa ini, banyak konstruksi bangunan dinyatakan layak untuk dihuni namun pada kenyataannya bangunan tersebut
banyak kekurangan antara lain kegagalan pada perencanan, kegagalan pada saat pemasangan, keluhan terhadap ketidaknyamanan, perubahan persyaratan peraturan bangunan, pengalihan fungsi bangunan, dan kegagalan karena faktor struktur bawah.
Dengan adanya perkembangan teknologi, ditemukanlah material jenis baru yang dapat memperkuat beton tanpa harus mengganti beton lama yang telah mengalami kerusakan yaitu Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP). Carbon fiber diletakkan sebagai wrap pada kolom atau sebagai pembungkus yang melingkari seluruh kolom sehingga membuat kolom menjadi tertutup rapat dari bawah hingga keatas kolom. Dengan adanya teknik perbaikan dengan menggunakan carbon fiber tersebut, maka akan terjadi peningkatan kapasitas kolom beton bertulang setelah perbaikan sehingga variasi pembebanan yang dilakukan dapat menunjukkan seberapa besar pengaruh carbon tersebut untuk mengembalikan kekuatan kolom seperti pada kekuatan awalnya. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan landasan teori di atas maka permasalahan yang dibahas adalah :
1. Bagaimana Perilaku kolom beton bertulang berpenampang bulat dengan penambahan carbon fiber terhadap pembebanan aksial?
2. Bagaimana Perilaku kolom beton bertulang berpenampang persegi dengan penambahan carbon fiber terhadap terhadap pembebanan aksial?
3. Berapa kapasitas beban aksial yang dapat ditahan oleh kolom setelah dilakukan perkuatan?
4. Bagaimana pengaruh kekangan terhadap kolom bulat dan persegi akibat tulangan transversal maupun CFRP?
5. Apakah kolom dengan perkuatan CFRP aman dan layak untuk dipakai? Tujuan Penelitian
Dalam Penulisan ini mempunyai tujuan sebagai berikut :
1. Memperoleh gambaran kekuatan kolom berbentuk bulat dan kolom berbentuk persegi yang menggunakan CFRP.
2. Melakukan perhitungan analitis kolom yang menggunakan CFRP.
3. Melakukan pengujian kuat tekan silinder beton untuk mendapatkan mutu beton K-225 yang akan digunakan pada benda uji kolom.
4. Memperoleh gambaran tentang penambahan carbon fiber terhadap kuat tekan dan kapasitas aksial kolom berbentuk bulat dan kolom berbentuk persegi.
5. Mengetahui kekangan yang terjadi pada kolom melalui haisl perhitungan teoritis pada kolom berbentuk bulat dan kolom berbentuk persegi.
6. Membandingkan kapasitas aksial kolom hasil perhitungan analitis dengan uji eksperimental. 2. TINJAUAN PUSTAKA
Kolom
Kolom adalah batang tekan vertikal dalam rangka struktural yang memikul beban dari balok serta beban yang ada diatasnya. Kolom meneruskan beban-beban dari atas ke bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui pondasi. Karena kolom merupakan komponen tekan, maka keruntuhan pada kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan keruntuhan pada struktur (Edward G Nawy, 1990 : 306). Apabila kolom runtuh karena kegagalan materialnya (yaitu lelehnya baja, atau hancurnya beton) kolom diklasifikasikan sebagai kolom pendek (short column). Apabila panjang kolom bertambah, kemungkinan kolom runtuh karena tekuk semakin besar (Nawy, 1990). Pemisahan atas kolom pendek dan kolom langsing didasari atas nilai rasio kelangsingan kolom, yaitu :
≤ 22 kolom yang tidak diberi bresing / pengaku > 22 kolom panjang/langsing yang tidak diberi bresing
Kolom dapat digolongkan berdasarkan bentuk dan susunan tulangannya, yaitu (Edward G.Nawy,1998: 307).
a. Kolom Persegi (rectangular) dengan tulangan memanjang dan sengkang.
b. Kolom Bulat (circular) dengan tulangan memanjang dan tulangan lateral berupa sengkang dan spiral. c. Kolom komposit yang terdiri dari beton dan profil baja struktural didalamnya. Profil baja biasanya dilapisi
Perilaku Kolom Pendek dengan Beban Sentris
Pembebanan sentries pada kolom menyebabkan tegangan tekan yang merata di seluruh bagian penampang. Ini berarti bahwa pada saat terjadi keruntuhan, tegangan dan regangannya akan merata di seluruh bagian penampang (Edward G.Nawy,1998).
Dalam perhitungan analisis dan desain diperlukan adanya reduksi terhadap eksentrisitas minimum, peraturan SNI 03-2847-2002 mensyaratkan suatu reduksi beban aksial sebesar 20% untuk kolom bersengkang dan 15% untuk kolom berspiral. Dengan menggunakan faktor-faktor ini, kapasitas beban aksial nominal pada kolom tidak boleh diambil lebih besar daripada :
Pn(maks)= 0,8 {0,8 x f’c(Ag – Ast) + Fy Ast } ...Untuk kolom bersengkang Pn(maks)= 0,85 {0,8 x f’c(Ag – Ast) + Fy Ast }...Untuk kolom berspiral Perilaku Kolom Pendek dengan Beban Eksentris
Untuk kolom pendek dapat dinyatakan sebagai: gaya tahan aksial nominal dalam keadaan runtuh P n : Pn = Cc+Cs-Ts
Momen tahanan nominal M
n, yaitu sebesar Pne, dapat diperoleh dengan menuliskan keseimbangan momen terhadap pusat plastis penampang. Untuk kolom yang penulangannya simetris pusat plastisnya sama dengan pusat geometrisnya. Seperti pada kolom persegi, pada kolom bulat keseimbangan momen dan gaya digunakan untuk mencari gaya tahanan nominal Pn untuk suatu eksentrisitas yang diberikan ( Edward G.Nawy,1998: 314-316).
Cc= 0,85.fc’.a.b Resultante tegangan beton tekan Cs= As’.fs’ Resultante tegangan baja tulangan tekan Ts= As.fs Resultante tegangan baja tulangan tarik
Gambar 1 Diagram interaksi kekuatan gaya aksial-momen (P-M) pada kolom Kekangan (Confinement pada Kolom)
Pengaruh kekangan tulangan terhadap kolom dapat dibedakan berdasarkan bentuk dari kolom tersebut.
Gambar 2 Pengekangan oleh tulangan sengkang
Pengaruh kekangan CFRP terhadap kolom bulat dijelaskan oleh Mander (1988), sebagai berikut : F’cc = f’c [ 2,25 1 + 7,9 -2 - 1,25 ]
Gambar 3 Kekangan CFRP pada kolom bulat
Perhitungan kuat tekan beton akibat kekangan CFRP pada kolom persegi (Menurut Retrespol dan Ben De Vino, 1988) adalah sebagai berikut :
f’cc = kci. kce . f’c Carbon Fiber Reinforced Polymer
CFRP merupakan suatu material komposit yang digunakan dalam dunia konstruksi yang penggunaannya langsung pada struktur bangunan baik berupa bar,wrap, maupun strip. Perkuatan kolom dengan menggunakan metode FRP memberikan kemudahan dari banyak aspek serta dapat menggantikan metoda perkuatan yang telah ada. Perkuatan kolom dengan metoda ini akan meningkatkan kekuatan geser dan kuat tekan sebagai akibat dari kekangan dari material fiber.
Gambar 4 Fiber wrap dan epoxy setelah diperkuat pada kolom
Menurut Hartono dan Santoso, 2003 Keuntungan menggunakan CFRP sebagai bahan perkuatan kolom dibandingkan perkuatan lainnya antara lain:
• CFRP memiliki berat yang ringan dibandingkan dengan baja dan beton serta memiliki kekuatan yang tinggi.
• CFRP lebih mudah dan cepat dikerjakan dan dipasang di lapangan, tidak membutuhkan tenaga kerja terlatih seperti welders .
• CFRP cukup dilekatkan pada beton dengan menggunakan epoxy resin-nya sehingga tidak menghasilkan kebisingan.
• CFRP dapat dipasang pada kolom yang sangat panjang.
• Jika terjadi kerusakan pada pemasangan dan masa bekerjanya FRP dapat dengan mudah diperbaiki dengan menambahkan lapisan baru.
• Tahan terhadap korosi dan lingkungan yang reaktif.
• Tingkat durabilitas yang lebih tinggi dibandingkan material perkuatan lainnya.
• Tidak terlalu mengubah struktural kolom existing, terutama ukuran jika dibandingkan dengan steel dan concrete jacketing.
Walaupun memiliki banyak keuntungan tetapi metode perkuatan menggunakan CFRP juga memiliki beberapa kerugian antara lain resiko terhadap bahaya kebakaran yang cukup tinggi, sehingga CFRP perlu dilindungi oleh lapisan plesteran beton dan harga CFRP yang relatif tinggi.
3. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini merupakan percobaan laboratorium dengan tujuan untuk mendapatkan hasil kekuatan aksial maksimum dari kolom beton bertulang. Pada percobaan ini dilakukan pengujian kolom beton bertulang dengan
memberikan beban sentris terhadap sumbu kolom. Pembebanan dilakukan hingga kolom mencapai keruntuhan, setelah itu dilakukan pencatatan terhadap kapasitas tekan kolom tersebut.
Diagram Alir Pembuatan Kolom Pendek Bulat & Persegi
Rancangan Benda Uji
Benda uji yang digunakan untuk mendapatkan mutu beton karakterisitik K-225 adalah silinder beton dengan 150 x 300 mm. Sementara untuk benda uji kolom bulat dengan ukuran 150x500 mm dan kolom persegi dengan ukuran 133x133x500 mm (Luas penampang kolom bulat=luas penampang kolom persegi) dengan jumlah tulangan longitudinal 4Ø7 dan sengkang Ø5-55. Perawatan pada variasi kolom tanpa tulangan dan kolom dengan tulangan : setelah 24 jam cetakan dibuka, kemudian dilakukan perendaman selama 28 hari. Perawatan Variasi kolom yang mempunyai tulangan longitudinal, tulangan sengkang, dan dilapisi dengan carbon fiber wrap : setelah 24 jam cetakan dibuka, kemudian dilakukan perendaman selama 28 hari. Setelah perendaman, benda uji didiamkan selama 24 jam kemudian dilapisi dengan CFRP, lalu didiamkan selama 14 hari untuk mendapatkan daya lekat yang maksimal antara kolom dengan wrap CFRP.
Gambar 6 Set up alat dan benda uji kolom
Benda uji yang direncanakan dianggap dapat mewakili keseluruhan sampel. Dalam percobaan ini dibuat benda uji berupa 6 buah kolom beton bertulang berpenampang bulat dan 6 buah kolom beton bertulang berpenampang persegi. Dimana spesifikasi nya sebagai berikut :
Tabel 1 Variasi perlakuan Benda Uji Variasi Perlakuan
Benda Uji Kolom Beton BertulangBerpenampang Bulat Kolom Beton Bertulang Berpenampang Persegi
Tanpa Tulangan 2 buah 2 buah
Dengan Tulangan Longitudinal
(4 D7) dan Sengkang (D5-55) 2 buah 2 buah
Dengan Tulangan Longitudinal (4D7),
0 5 10 15 20 25 30 35 40 Tanpa Tulangan K ap as it as A ks ia l (T o n )
Perbandingan Kolom Bulat dan Kolom Persegi
4. HASIL DAN PEMBAHASANBenda uji kolom yang direncanakan mempunyai karakteristik sebagai berikut : • Diameter kolom bulat : 150 mm, sedangkan kolom persegi : 133x133 mm • Tinggi kolom
• Kuat Tekan (f’c)
• Diameter tulangan longitudinal • Diameter tulangan sengkang • Jumlah tulangan longitudinal • Fy tulangan longitudinal • Fyh tulangan sengkang • Luas Penampang (Ag)
• Es
• Tebal selimut
Sementara itu, karakteriskik CFRP (Sika Wrap 231 C dan Sikadur 330) yang digunakan : • Tebal lapisan fiber (tf)
• Modulus elastisitas fiber (Ef) • Regangan Fiber
• Kuat tarik
• Elongasi hingga putus • Berat jenis fiber • Pull off test
• Modulus elastisitas lentur Hasil Kapasitas Aksial Kolom
Dari hasil perhitungan didapatkan kekuatan kapasitas aksial kolom berpenampang bulat dan berpenampang persegi sebagai berikut :
Tabel 2 Perbandingan Beban Aksial Ultimate Kolom Bulat dan Persegi No Jenis Sampel
1 (D =15cm,t =50cm)Kolom Circular 2 (D=13,3x13,3cm, t=50cm)Kolom Rectangular
Gambar 7 Grafik Tanpa Tulangan
Variasi Perlakuan Kolom
Perbandingan Kolom Bulat dan Kolom Persegi
(Hasil Analisis)
Kolom Bulat Kolom persegi
Dgn Tulangan Dgn Tulangan & CFRP uji kolom yang direncanakan mempunyai karakteristik sebagai berikut :
Diameter kolom bulat : 150 mm, sedangkan kolom persegi : 133x133 mm : 500 mm
: 19,76 Mpa Diameter tulangan longitudinal : 7 mm Diameter tulangan sengkang : 5 mm Jumlah tulangan longitudinal : 4 buah
: 240 Mpa : 240 Mpa : 17689 mm2 : 2x105Mpa : 25 mm
RP (Sika Wrap 231 C dan Sikadur 330) yang digunakan : : 0,127 mm
Modulus elastisitas fiber (Ef) : 2,3 x 105 : 0,004 : 4900 Mpa : 2,1 % : 1,31 g/cm3 :4 Mpa : 3800 Mpa
Dari hasil perhitungan didapatkan kekuatan kapasitas aksial kolom berpenampang bulat dan berpenampang Perbandingan Beban Aksial Ultimate Kolom Bulat dan Persegi
(Hasil Perhitungan)
Beban aksial ultimit
Tanpa Tulangan Dengan Tulangan Tulangan & CFRP
(D =15cm,t =50cm) 19,574 21,99
(D=13,3x13,3cm, t=50cm) 19,574 21,99
Gambar 7 Grafik Perbandingan Perkuatan Kolom (Analisis)
Perbandingan Kolom Bulat dan Kolom Persegi
Kolom Bulat Kolom persegi
CFRP
Dari hasil perhitungan didapatkan kekuatan kapasitas aksial kolom berpenampang bulat dan berpenampang Perbandingan Beban Aksial Ultimate Kolom Bulat dan Persegi
Tulangan & CFRP 37,878 37,878
0 10 20 30 40 50 Tanpa Tulangan K ap as it as A ks ia l (T o n )
Perbandingan Kolom Bulat dan Kolom Persegi
Dari hasil percobaan laboratorium didapat :Tabel 3 Perbandingan Beban Aksial Ultimate Kolom Bulat dan Persegi
No Jenis Sampel 1 Kolom Circular (KC1)(D =15cm,t =50cm) 2 Kolom Circular (KC2)(D =15cm,t =50cm) KC rata-rata 3 Kolom Rectangular (KR1)(D=13,3x13,3cm, t=50cm) 4 Kolom Rectangular (KR2)(D=13,3x13,3cm, t=50cm) KR rata-rata Gambar 8 Grafik Hasil Analisis Confinement (Kekangan) Kolom
Analisis kekangan pada kolom dilakukan untuk mendapatkan gambaran kekuatan pada kolom bulat dan kolom persegi yang ditunjukkan dalam bentuk diagram interaksi, yaitu pada kolom tak terkekang, kolom terkekang tulangan transversal, dan kolom terkekang tulangan transversal dan
diagram interaksi kolom dibutuhkan empat titik acuan yaitu : titik aksial tekan maksimum, titik aksial tarik maksimum, titik balanced, dan titik lentur murni.
-Titik Po (aksial tekan maksimum, dimana Mn = 0)
Untuk diagram interaksi yang memperhitungkan kekuatan tekan dari CFRP, maka beton, baja tulangan, dan CFRP ikut menyumbangkan kekuatan tekan.
-Titik Po (aksial tarik maksimum, dimana Mn = 0) Kekuatan tarik beton dapat diabaikan kare (Mnbalanced; Pnbalanced)
-Regangan maksimum serat terluar dari beton tak terkekang ( telah mengalami leleh sehingga regangannya
Tanpa Tulangan
Variasi Perlakuan Kolom
Perbandingan Kolom Bulat dan Kolom Persegi
(Hasil Eksperimen)
Dgn Tulangan Dgn Tulangan & CFRP Dari hasil percobaan laboratorium didapat :
Perbandingan Beban Aksial Ultimate Kolom Bulat dan Persegi (Hasil Eksperimen)
Beban aksial ultimit (ton)
Tanpa Tulangan Dengan Tulangan Kolom Circular (KC1) 19 26 Kolom Circular (KC2) 21,5 24,5 20,25 25,25 Kolom Rectangular (KR1) (D=13,3x13,3cm, t=50cm) 17,5 21 Kolom Rectangular (KR2) (D=13,3x13,3cm, t=50cm) 16 23,5 16,75 22,25
Gambar 8 Grafik Perbandingan Perkuatan Kolom (Eksperimen) Confinement (Kekangan) Kolom
Analisis kekangan pada kolom dilakukan untuk mendapatkan gambaran kekuatan pada kolom bulat dan kolom persegi yang ditunjukkan dalam bentuk diagram interaksi, yaitu pada kolom tak terkekang, kolom
, dan kolom terkekang tulangan transversal dan CFRP.
diagram interaksi kolom dibutuhkan empat titik acuan yaitu : titik aksial tekan maksimum, titik aksial tarik maksimum, titik balanced, dan titik lentur murni.
aksimum, dimana Mn = 0)
Untuk diagram interaksi yang memperhitungkan kekuatan tekan dari CFRP, maka beton, baja tulangan, dan CFRP ikut menyumbangkan kekuatan tekan.
Titik Po (aksial tarik maksimum, dimana Mn = 0)
Kekuatan tarik beton dapat diabaikan karena kuat tariknya hanya sekitar 1/10 dari kuat tekannya. Titik Balanced Regangan maksimum serat terluar dari beton tak terkekang (beton) adalah 0,003, sementara baja tulangan luar telah mengalami leleh sehingga regangannya menjadi 0,002
Perbandingan Kolom Bulat dan Kolom Persegi
Kolom Bulat Kolom persegi
CFRP Perbandingan Beban Aksial Ultimate Kolom Bulat dan Persegi
Beban aksial ultimit
Tulangan & CFRP 45 42,5 43,75 36,5 38 37,25
Analisis kekangan pada kolom dilakukan untuk mendapatkan gambaran kekuatan pada kolom bulat dan kolom persegi yang ditunjukkan dalam bentuk diagram interaksi, yaitu pada kolom tak terkekang, kolom Dalam penggambaran diagram interaksi kolom dibutuhkan empat titik acuan yaitu : titik aksial tekan maksimum, titik aksial tarik Untuk diagram interaksi yang memperhitungkan kekuatan tekan dari CFRP, maka beton, baja tulangan, dan na kuat tariknya hanya sekitar 1/10 dari kuat tekannya. Titik Balanced ) adalah 0,003, sementara baja tulangan luar
Tabel 4 Pn-Mn Kolom tak terkekang
Gambar 9 Diagram Interaksi Kolom Tak Terkekang
Pada bagian ini, beton hanya dipengaruhi oleh tulangan longitudinal saja,sehingga kekuatan tarik beton dapat diabaikan.
Tabel 5 Pn-Mn dengan kekangan transversal
Titik c (mm) Pn (N) Mn(Nmm) Keterangan 1 - 318799.52 0 Beton leleh 2 91.5 149956.1778 7972263.599 3 75 120382.7438 7982723.196 4 62.7 96684.05082 7677119.79 balanced 5 60 91193.68727 7568946.581 6 45 57542.69073 6631861.278 7 30 12736.84419 4816743.057 8 26.812 0 4223652.25 9 15 -76688.40235 349970.7673 10 14.3801 -83387.86052 0 Baja leleh Titik c (mm) Pn (N) Mn(Nmm) Keterangan 1 - 281729.62 0 Beton leleh 2 104.5 157409.37 7410370.1 3 90 133748.60 7639332.1 4 75 108446.69 7546515.7 5 62.7 86655.399 7195393.4 balanced 6 60 81683.115 7081403.1 7 45 51996.195 6157025.1 8 30 15000.924 4512473.4 9 25.344 0 3734609.67 10 13.2278 -65621.370 0 Baja leleh
Pada bagian ini,beton dikekang oleh tulangan transversal sehingga mode keruntuhan yang terjadi tetap pada posisinya.
Tabel 6 Pn-Mn kolom dengan terkekang tulangan dan CFRP (tarik)
Gambar 11 Diagram Interaksi Kolom Terkekang Tulangan Transversal dan CFRP (Tarik)
Pada bagian ini, kekangan yang ditimbulkan lebih besar karena dipengaruhi kuat tarik CFRP dan pola kerusakan hanya berupa retak rambut.
Tabel 7 Pn-Mn kolom terkekang tulangan dan CFRP (Tarik dan Tekan)
Pada bagian ini, kekangan yang terjadi tidak hanya dipenaruhi oleh kuat tarik CFRP saja tetapi juga kuat lekat beton dengan beton yang berasal dari CFRP.
5. KESIMPULAN dan SARAN Kesimpulan
Dari pengujian yang dilakukan terhadap uji beban aksial ultimate dan kekangan pada kolom oleh CFRP selama mengerjakan Tugas Akhir ini, dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Pada perkuatan kolom menggunakan CFRP peningkatan kuat tekan kolom pada kolom bulat sebesar 46,05 % (dari 19,763 Mpa menjadi 28,864 Mpa) sementara pada kolom persegi kuat tekan kolom meningkat sebesar 31,4 % (dari 19,763 Mpa menjadi 25,97 Mpa).
2. Dari hasil analisis perhitungan diperoleh peningkatan kapasitas beban aksial ultimate pada kolom bulat dan persegi meningkat sebesar 12,33 % (dari 19,574 Ton menjadi 21,99 Ton), sementara dengan perkuatan CFRP meningkat sebesar 72,26 % (dari 21,99 Ton menjadi 37,878 Ton).
3. Dari hasil eksperimen diperoleh peningkatan kapasitas beban aksial ultimate pada kolom bulat adalah sebesar 24,7 % (dari 20,25 Ton menjadi 25,25 Ton). Sedangkan kapasitas beban aksial ultimate dengan perkuatan CFRP meningkat sebesar 73,26 % (dari 25,25 Ton menjadi 43,75 Ton).
Sementara itu, pada kolom persegi meningkat sebesar 30 % (dari 16,75 Ton menjadi 22,25 Ton), sedangkan dengan perkuatan CFRP meningkat sebesar 67,42 % (dari 22,25 Ton menjadi 37,25 Ton). Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kekangan menggunakan sengkang spiral terhadap peningkatan kuat tekan beton.
2. Penelitian yang berhubungan dengan CFRP akan lebih bagus jika menggunakan cakupan yang lebih luas, tidak terbatas hanya pada hubungan tegangan dan regangan saja, tetapi juga harus dapat juga menunjukkan momen lentur dan momen balanced serta geser maupun peninjauan tarik sehingga akan lebih membantu dalam perencanaan kolom pada praktik nya dilapangan.
3. Perlu dilakukan penelilitian lebih lanjut mengenai peninjauan kolom rectangular, terutama kekangan yang terjadi pada setiap sudut dari kolom yang direncanakan.
DAFTAR PUSTAKA
ACI Committee 440. 2002. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures (ACI 440.2R-02). American Concrete Institute. Farmington Hills. Mich. 45 hal.
Anonim. 2002. SK SNI 03 – xxxx – 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Jakarta. Standar Nasional Indonesia.
Balaguru, Perumalsamy.;Antonio Nanni.;James Giancaspro. 2009. FRP Composites for Reinforced Concrete Structures. New York and London: Taylor & Francis Group.
Ching C. C.; Issam E.; Hans G. Strength of Rectangular Concrete Columns Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer Bars. ACI Structural Journal/May-June 2006.
Chung S. L.; Gilbert A.; Donald J. Philippi. Analytical Model for Fiber Reinforced Polymer Jacketed Square Concrete Columns in Axial Compression. ACI Structural Journal/March-April 2010.
Dipohusodo, Istimawan. (1994). Struktur Beton Bertulang. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Elie H.; Khaled S. Stress-Strain Model for Fiber-Reinforced Polymer Jacketed Concrete Columns. ACI Structural Journal/September-October 2006.
Laboratorium Beton, Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. (2009). Panduan Praktikum Bahan Rekayasa. Medan.
McCormac,Jack C. 2004. Desain Beton Bertulang Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Nasution, Amrinsyah. 2009. Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulan. Bandung: Penerbit ITB.
Nurjaman, Ahmad.; Faisal Kasanofa. 2007. Analisis Perkuatan Kolom Beton Bertulang dengan Menggunakan FRP. Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan. Institut Teknologi Bandung. Bandung.
Sianipar, Marolop Tua. 2009. Analisis Kolom Beton Bertulang yang Diperkuat CFRP. Fakultas Teknik. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Swamy, R.N. (1984). Concrete Technology and Design Volume 2 New Reinforced Concretes. Surrey University Press, London.
