Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Mater 1996
un BEBAN SKALA PENUH STRUKTUR BETON PRESLAB1
Sigit Dannawan2, Dicky Rezady Munaf, Iskandar Kadi~, Firdaus2 ABSTRAK
VJI BEBAN SKALA PENUH STRVKTUR BETON PRESLAB. Vji pembebanan yang telah dilakukan terhadap struktur beton preslab dimaksudkan untuk mengetahui perilaku sebenarnya di lapangan dibawah beban vertikal, yang dalam hal ini digunakan beban dari air. Disain struktur preslab tersebut, yang telah diproduksi oleh PT. Adhi Karya -Unit Adhi Beton Pracetak, tergolong relatif masih barD di Indonesia, oleh karenanya untuk keperluan konstruksi perlu dilakukan penelitian tentang keandalan unjuk kerjanya. Penelitian, yang telah dilakukan di laboratorium Struktur clan Bahan, Jurusan Sipil -rrB, selain dilakukan secara eksperimental, dilengkapi pula dengan kajian analitis berdasarkan data-data struktural keseluruhan lantai yang terbentuk. Vji beban dilakukan pada dua buah preslab dengan ukuran lebar masing-masing 1,7375 m' clan 2,1875 m', yang keduanya memiliki panjang 4,485 m'. Tebal preslab adalah 6 cm (mutu K -500), sedang ketebalan topping concrete 8 cm (mutu K-350). Desain konstruksi uji dibuat sedemikian rupa sehingga mendekati kondisi pelaksanaannya di lapangan. Pengujian pembebanan dilakukan untuk 3 siklus pembebanan (loading-unloading) dengan ketinggian air maksimum 1,630 m', yang identik dengan beban merata 1.630 kg/m2. Hasil pengujian rnenunjukkan perubahan respons struktur preslab dengan munculnya perubahan sifat perletakan di kedua tepinya, karena timbulnya retak pada tumpuan yang memang dirancang demikian dalam pengujian ini. Perubahan respons tersebut juga diakibatkan oleh terjadinya retak pada penampang preslab. Namun secara struktural, pres lab menunjukkan kinerja tinggi dalam memikul beban rencana, yaitu memenuhi persyaratan kekuatan clan kekakuan.
ABSTRACT
FULL SCALE LOADING TEST OF PRESLAB CONCRETE STRUCTURE. This work was carried out to show the behaviour of preslab concrete structure under vertical loading obtained from water as test load. Both full scale laboratory test and analitycal assesment have been done in this research. Two specimens of concrete preslab (produced by PT. Adhi Karya -Unit Adhi Beton Pracetak) were investigated. This product is relatively new, so that it is important to demonstrate its performance under design load before its application in real structures. Both of these specimens have 4.485 m' in length and each specimens have 1.7375 m' and 2.1875 m' in width respectively. The K-500 concrete preslab thickness was 60 rnrn and the topping concrete
(K-350) was 80 rnrn thickness. In this experiment, the structural conditions of specimens were made close to the real conditions in the building. such as its (temporare and fixed) supports. Three loading-unloading cycles were carried out with 1.630 m' of the water depth, which is equal to 1,630 kg/m2 uniform load. The experimental results are approximatively correspond to the analytical ones, as well as the variation of condition of its supports or reduction of stiffness due to cracks on the cross section of preslab. According to these results, it can be shown that the concrete preslab hold the conditions of strength and stiffness for designed structures.
yang mendesak, situasilkondisi maupun SDM-nya.
PENDAHULUAN
Pada umumnya untuk mengetahui lebih pasti kinerja suatu elemen konstruksi,
diperlukan suatu pengujian pembebanan
langsung terhadap elemen tersebut. Hal ini kadang perlu dilakukan, meskipun diperlukan biaya dan peralatan uji konstruksi yang tidak sedikit/sederhana, yaitu bilamana data konstruksi yang ada kurang mendukung untuk dapat dilakukannya suatu kajian analitik/ numerik ataupun diperlukan untuk mengkonfirmasikan atas basil yang didapat melalui kajian numerik tersebut. Ataupun pada konstruksi yang bersifat strategis/urgent. adalah perlu dilakukan pengujian pembebanan
terhadap komponen-komponen struktural
pembentuknya. Ini dimaksudkan (salah satunya) untuk menjaga keselamatan investasi (besar) yang akan ditanarnkan.
Adalah merupakan suatu keadaan yang "sempurna" bilamana kedua hal tersebut (kajian numerik dan eksperimental) dapat dilakukan sekaligus dalam setiap penyelesaian permasalahan konstruksi bangunan sipil khususnya. Namun hal ini kadang atau bahkan
tidak mudah/mungkin untuk dilaksanakan mengingat keterbatasan yang ada, rnisal dana, peralatan / ruang / tempat atau lahan uji, waktu
Sehingga dalam beberapa hal praktis, pekerjaan uji beban tidak (dapat) selalu dilaksanakan. Dalam hal demikian, maka perencana konstruksi harus dapat meyakinkan user akan hasil perhitungan clan rancangannya yang telah diperolehnya, clan menjamin bahwa apa yang telah dilakukannya adalah benar . Sehingga dalam kondisi demikian, perencana dituntut mempunyai pengalaman cukupl memadai dalam hal pekerjaan yang ditanganinya.
Namun demikian, apa yang menyangkut produk teknologi yang akan dipasarkan secara meluas untuk keperluan konstruksi yang berupa komponen-komponen terutama yang bersifat struktural adalah mutlak perIn dilakukan uji beban yang disesuaikan dengan peranan/fungsinya di lapangan nantinya. Hal ini adalah penting, yaitu untuk memberikan keamanan clan kenyamanan bagi user, sehingga user dapat diyakinkan oleh produsen atas produk tersebut.
Makalah ini akan menyampaikan uraian atas pelaksanaan clan hasil pengujian melalui loading test struktur lantai yang dibentuk melalui kombinasi antara preslab -KSOO (produk PT. Adhi Karya) yang ditambahkan
521 Dipresentasikan padaSeminar Ilmiah PPSM 1996
Peneliti di Laboratorium Struktur dan Bahan, Jurusan Teknik Sipil -FTSP -ITB
beban insitu tennasuk pengamatan evolusi retak yang terjadi.
.Mengetahui degree of structure
reversibility (derajat respon balik) dari struktur lantai ditinjau terhadap nilai defleksi yang terjadi.
Pekerjaan pengujian struktur melalui loading test ini perlu dilakukan bilamana keandalan dari struktur tersebut tidak dapat diperoleh secara baik melalui data-data material pembentuknya saja. Selain itu, perilaku sebenarnya dari struktur dalam merespon beban yang diberikan dapat diketahui lebih pasti dengan pengujian seperti tersebut.
Tujuan utama pekerjaan ini secara umum adalah untuk mendemonstrasikan kinerja
struktur dibawah beban yang telah ditentukan di alas nilai beban perencanaan. Hal ini biasanya ditunjukkan melalui basil pengukuran defleksi struktur dibawah beban terse but. Sekali lagi bahwa keperluan loading test juga diperlukan ketika keraguan timbul tentang
kualitas dari konstruksi ataupun
perencanaannya, ataupun munculnya kelemahan pada struktur akibat sudah terlalu lama difungsikan ataupun akibat lainnya, gempa misalnya. Hal ini mempunyai arti sangat penting dimana kepercayaan pemakai terhadap penggunaan elemenlstruktur adalah menjadi hal yang diutamakan.
TEORI
Didalam uji eksperimental full scale
terhadap suatu konstruksi atau clemen
konstruksi bangunan adalah mutlak perlunya didahului oleh kajian teoritis sebelum pekerjaan pengujian lapangan/laboratorium dilakukan. Hal ini diperlukan untuk dapat memprediksi perilaku/keandalan struktur secara teoritis
terhadap beban yang akan diberikan
(berdasarkan data yang ada), clan sekaligus untuk menghindari segala kemungkinan yang tidak diinginkan terjadi pada saat pelaksanaan pengujian, misalnya keruntuhan/rusaknya
benda uji yang dapat merusakkan peralatan
ukur clan gagalnya pengujian. Untuk keperluan perhitungan estimasi kekuatan struktur selain data teknis struktur sendiri, maka kondisi sistem struktur terpasang (sifat tumpuan) juga perlu diperhitungkan didalam analisisnya.
Berikut (lihat Gambar-l) adalah data dimensi (panjang, lebar clan tebal) eksisting struktur lantai clan data-data pendukung lainnya:
lagi bagian atasnya dengan structural topping concrete K-350. Bagian permukaan atas preslab yang telah dikasarkan menjamin ikatan/ bond dari beton baru dengan beton lama preslab. Penelitian melalui uji beban pada struktur lantai beton dilakukan untuk mengetahui perilaku sebenarnya preslab pada saat memikul beban layan (service load) yang direncanakan, khususnya beban vertikal. Dari basil uji pembebanan ini sifat clan tingkat keandalan dari struktur beton preslab tersebut akan dapat diketahui.
Sebagaimana diketahui, bahwa dengan digunakannya struktur preslab didalam konstruksi bangunan gedung, maka kebutuhan material untuk bekisting/perancah lantai dapat dikurangi secara siknifikan. Demikian pula waktu pelaksanaan konstruksi clan biaya tenaga kerja dapat ditekan. Namun demikian ketebalan clan dimensi arab lateralnya harus dibuat secara optimal sehingga kemudahan fabrikasi clan pengangkatan atau mobilisasinya masih tetap dipertimbangkan didalam fabrikasinya, selain sistem perkuatan clan pengaruh yang ditimbulkan akibat mobilisasinya. Bila bentang preslab cukup panjang, maka didalam pekerjaan persiapan pembetonan di lapangan, yaitu pada saat struktur preslab tersebut tertumpu di alas dua tumpuan permanen, maka struktur preslab masih memerlukan temporary support untuk menghindari kerusakan atau deformasi permanen yang mungkin, baik akibat berat sendiri preslab maupun akibat beban beton segar (dan tulangan tambahan) yang berada di atasnya.
Pada struktur pres lab yang diuji, sebelum preslab dipasang, telah disiapkan terlebih dahulu sistem tumpuan yang memungkinkan sebuah struktur preslab akan tertumpu di 3 (tiga) tumpuan, yang mana salah satu tumpuan berada tepat di tengah bentang, yang sifatnya sementara, yang akan dilepas! dibongkar pada saat pengujian beban dilaksanakan. Karena dalam satu penampang pelat lantai terjadi perbedaan waktu pengecoran beton (beton pres lab clan topping concrete), selain mutu yang berbeda clan tegangan awal yang terjadi hanya pada penampang pres lab-nya saja, maka sebenarlab-nya penampang pelat lantai akhir yang terbentuk dapat dikatakan sebagai penampang komposit, selain daripada keberadaan kandungan baja tulangan clan wire! tendon itu sendiri dalam penampang lantai dapat berkontribusi terhadap sifat komposit dari penampang.
Berdasarkan data permasalahan yang ada, maka penelitian ini dilakukan untuk : .Mengetahui perilaku elemen precast dari
preslab secara experimental dengan uji
Preslab Panjang Lebar Tebal Mutu beton Tendon .fy tendon Jumlah tendon Gaya tarik Tul. melintang
perhitungan selengkapnya dapat dilihat pacta uraian perhitungan.
Gambar berikut adalah idealisasi sistem struktur pelat lantai dalam kondisi akhir
= 4,485 m' = 1,7375m';2,1875m' = 6cm = K-500 = dia.5mm = 15.230 kg/cm2
= 8 buah / m' Lebar peLat = 2245,89 kg / tendon
= dia.6mm
Mutu beton fc'
Beton cor in-situ Tebal
Penulangan
fc' top. conc. = 0,83 x 35 = 29,05 MPa fc' pres lab = 0,83 x 50 = 41,50 MPa
= 8 cm (K-350)
= wire mesh M7 polos -15 (U-39) x 2 lapis = mild steel dia. 18 -33
(U-24)
Penarnpang Komposit preslab : 836.7 mrn Tul. tumpuan Ec (top.) Ec (pres) 1 000 mrn 4700" 29,05 = = 0,8367 4700" 41,50 Lebar setelah dimodifikasi
= 0,8367 x 1000 = 836,7 rom
Mencari titik berat penarnpang beton
30x60xlOOO + lOOx836,7x80
Yb = = 66.91 mm
60xlOOO + 836,7x80
Luas beton equivalent Ac
Ac = 80 x 836,7 + 60x 1 000 = 126936 mm2
Momen lnersia I penampang komposit
1= 1/12 xl000 x 603 + (66,91 -30Y (1000 x 60) +1/12 x 836,7 x 803 + (66,91 -l00Y (836,7x 80)
= 208731532 mm4
Statis momen S penampang komposit
st=I/Yt =208731532/(140-66,91) = 2855815,187 mm3
Dalam perhitungan analitis diambil beberapa asumsi berikut :
1. Struktur lantai tertumpu diatas 3 (tiga) tumpuan permanen, dengan tumpuan luar bersifat jepit pada awalnya, yang mana pada suatu nilai deformasi rotasi tertentu sifat jepit akan berubah menjadi sendi karena retaknya beton.
Karena dalam penelitian ini akan diperiksa juga evolusi crack yang mungkin terjadi, maka elevasi permukaan bawah pelat harus diletakkan sedemikian tingginya sehingga memungkinkan dilakukan pemeriksaan retak tersebut. Dalam hat ini telah dipasang kolom-kolom pendek sebagai pemikul balok-balok melintang pelat. Datam hal ini, hubungan antara balok pinggir dengan kolom pendukung hanya terbuat daTi beton murni (tanpa tulangan) sehingga dimungkinkan terjadi keretakan yang cukup besar pada joint tersebut.
2. Sifat komposit daTi material hanya ditinjau daTi segi material pembentuknya saja (tidak meninjau adanya initial stress pada preslab akibat beban topping concrete).
3. Tidak terdapat tumpuan sementara di tengah bentang pada saat pengujian dilakukan, karena telah dibongkar sebelum pengisian air dimulai.
4. Struktur lantai dianalisis melalui sistem sumbu dua dimensi.
5. Tidak terdapat adanya pelemahan penampang, misal adanya retak-retak rambut akibat mobilisasi preslab.
6. Material beton dianggap homogen.
Dari basil kajian teoritis dapatdiprediksi bahwa retak dalam arab melintang ditengah bentang akan terjadi pada beban merata sebesar
1.200 kg/m2 yang dapat direalisasikan dengan beban air dengan ketinggian 120 cm. Hasil
Sb= I / Yb = 208731532/ (66,91) = 3119586,489 mm3
Jari-jari inersia r Berdasarkan batasan tegangan pada serat bawah f : r = -Pe/A., (1 + e ct Ir1 + MI Sb ~ £t 32100 = -(10x2021,301/0,126936) x (1+ 36,91 x 66,91 / 1644,38) + 1,46205 q /0,003119586 ~ = 1/ A = 208731532/135303 = 1644,38 mm2 ct = 140 -66,91 = 73,09 mm Cb = 66,91 mm e = 66,91 -30 = 36,91 mm
Penentuan kapasitas penampang di tengah bentang spesimen ke-2 (setelah tumpuan di balok pinggir retak. yaitu pada saat tumpuan balok pinggir menjadi sengi).
q2 = 1534,97 kg/m' (menentukan)
Beban air untuk pengujian
2,599 q = 1534,97 -360 = 1198,97 kg/m'
Beratjenis air
Yair = 1000 kg/m3 130 , q Pada muka balok2,3192 q
I 4,56 m I 4,56 m I Tinggi air h yang dapat dipikul pelat
1000 x 1 x h = 1198,97 kg/m h=1,28m' Momen M di tengah bentang :
M = 1/8 q 4,562 = 2,599 q
Tegangan ijin (tarik, tekan) fc, ft beton
Kontrol tegangan pada serat atas f :
f fc = 0,45 fc' topping = 0,45x 29,05 = 13,0725 MPa = 130,73 kg/cm2 f. = 6vfc' = 6 V 6018,85 = 465,487 psi = 3,21 MPa = 321000 kg/m2
= Pe/Ac; (1 -e ct I~) -MISt ~ fc = -(10x2021,3011 0,1269) (1 -3,691x 7,309/16,4438) -1,462 x 1534,97 10.0028558 = 102006,0016 -675700 = -573700 kg/m2 = -57,37 kg/cm2 < .fc = -130,73kg/cm2
Penentuan kapasitas penampang di tumpuan tengah :
Gaya tarik awal Pi wire
Pi = 2245,89 kg per 1 wire 0-5 mm As) = 763 mm2 ;
As2=513mm2 ;
fy = 240 MPa fy = 390 MPa Gaya efektif prestress Pe dengan asumsi
kehilangan paya prategang yang terjadi 10% : = As fy (0.85 fc' b) = (763x240 + 513x390) I 0.85x29.05xl000) = 15.52 mm a Pe = 0.9 x 2245,89 = 2021,301 kg (per 1 wire 0-5 mm)
Jumlah tendon 10 buah/m' lebar pelat Mn = As fy (d -a/2)
= (763x240 + 513x390) (110 -15.52/2) = 39180000 Nmm
= 3918 kgm
Beban merata q yang dapat dipikul
Berdasarkan batasan tegangan pada serat
atas r : 2.3192 q = 3918 -"q = 1689 kgim
r= Pe/Ac (1 -e ct/~) -MI st ~ fc Beban air = 1689 -336 = 1353 kg/m Tinggi air = 1,353 m (tidak menentukan) 130 = -(10x2021,3011 0,1269) x
( 1- 3,691 x 7,309/16,4438)-1,462 q 1 0,0028558
Perhitungan kapasitas momen retak di tengah bentang:
q\ = 3201,22 kg/ro'
Prosedur pengujian mengacu pada standard yang ada, yaitu :
.SK SNI T.15-l99l-03, pasal3.l3 .ACI 318-95, Chapter 20 Beban yang digunakan
Beban rencana yang telah dikalikan dengan load factor yang digunakan untuk pengujian ini adalah sebesar 1.630 kg/m2, yang direalisasikan dengan air dengan ketinggian diatas permukaan alas pelat sebesar 163 cm.
Dalam realisasi pelaksanaannya, pembebanan dilakukan secara bertahap (incremental loading), yaitu dengan pertambahan tinggi air setiap 5 cm, untuk kemudian dimonitor/direkarn/dicatat nilai defteksi dan retak yang terjadi pada pelat. Setelah monitoring selesai dilakukan, maka pembebanan dilanjutkan untuk tinggi air 5 cm berikutnya. Demikian seterusnya hingga dicapai beban puncak setinggi 163 cm. Pengurangan beban juga dilakukan secara bertahap, setiap perubahan tinggi air sebesar 5 cm, untuk dimonitor/direkam nilai defteksinya saja, sehingga proses pengosongan dapat dilakukan secara kontinue. Karenanya waktu yang diperlukan untuk unloading ini dapat dilakukan lebih cepat dibandingkan dengan waktu untuk loading. Pada saat loading, selain diperlukan waktu untuk memeriksa evolusi retak yang terjadi setiap perubahan 5 cm ketinggian air, maka diperlukan waktu pula untuk menunggu dropping air daTi PDAM.
Hasil pengujian preslab ini dapat dijadikan acuan/referensi didalam menilai/ mengevaluasi keandalan/performansinya, ataupun informasi venting khususnya buat produsen untuk meningkatkan kualitasnya ataupun mengoptimasikan kembali produk tersebut. Perlu diketahui bahwa jenis pembebanan yang dipilih diatas dapat dikategorikan sebagai beban (quasi) statik. Urutan pelaksanaan pengujian
Pekerjaan persiapan awal daTi lingkup pekerjaan ini adalah menjadikan spesimen preslab kedalam konstruksi sebagaimana akan berfungsi nantinya di lapangan (pada bangunan). Selain itu, pekerjaan persiapan mencakup pula pengecekan kondisi akhir struktur lantai, pembuatan bak air berikut perkuatannya, daD pemasangan lapisan plastik. Selain itu juga koordinasi kepada setiap anggota tim pelaksana pengujian untuk mengetahui tugas masing-masing. Termasuk didalam pekerjaan persiapan ini adalah pengecekan ketersediaan air yang akan digunakan untuk beban daD pengontrolan terhadap berfungsinya secara baik alat ukur clan Data Logger yang akan merekam secara numerik nilai defteksi lantai melalui bantuan~
t30
1000 Transfonnasi penampang : nl =Epc/Ec = 4700.J41,50 /4700.J29,05 = 1,195 n2 =Es/Ec = 203500 /4700.J29,05 = 8,033 A = l000x80 + nl(l000x60) + (n2-1) As = l000x80 + 1,195 (l000x60) + (8,033 -1) (196,3) = 153100 mm2Titik berat penampang transformasi : Y = (l00xl000x80 + 30xl000x60 +
7 ,033x 196,3x30 ) /153100 = 64,28 rom
Momen lnersia Penampang
I == 1/12xl000x803 + (100-64,28Y 80000 + 1/12xl000x603+(30-64,28Y 60000 + (64,28 -ISY 1381 = 236600000 mm4 Mcrack = fr I / yb = 3,422x236600000/(64,28) = 12600000 mm = 1260 kgm' fr = 7,5 Vfc' psi = 682,2 psi = 3,422 MPa fc' = 8273 psi (41,50 MPa) q CrKk = 1260/1,3 = 968,9 kgim'
Gambar struktur dan kurva-kurva Load-Deflection daTi setiap titik ukur diberikan pada lembar berikut. Sedangkan toto-toto dokumentasi yang berkaitan dengan pelaksanaan pengujian disajikan pada lembar
terakhir dari makalah ini.
TATA KERJA
Standar yang Digunakan
dimulai, maka posisi level lantai perlu direkarn terlebih dahulu, yang kemudian akan dianggap sebagai posisi awal. Untuk selanjutnya, konstruksi tumpuan sementara dibongkar/ dilepas daTi posisinya, yang mana hal ini akan menyebabkan adanya defteksi inisial daTi lantai pada kondisi beban air sarna dengan Dol. Defteksi inisial ini hanya diakibatkan oleh berat sendiri konstruksi pel at lantai saja. Sekali lagi posisi lantai pada saat ini juga direkarn melalui Data Logger, yang akan dianggap level Dol. Pada kondisi ini, struktur lantai beton telah menjadi struktur "komposit", karena penarnpang keseluruhannya telah terbentuk (bekerja secara bersarna-sama) daD mengandung dua motu beton yang berbeda.
Untuk selanjutnya, pengisian bak dengan air dimulai secara bertahap, yaitu setiap perubahan 5 cm tinggi air, hingga tinggi total daTi air mencapai 70 cm (pada siklus -1), 127 cm (pada siklus -2) daD 163 cm (siklus -3). Pada setiap akhir variasi tinggi air sebesar 5 cm tersebut, maka perlu di1akukan monitoring defteksi daD evolusi crack yang terjadi. Basil yang diperoleh daTi monitoring defteksi ini langsung dipindahkan daD diolah dida1am
komputer, yang selanjutnya ditarnpilkan didalarn kurva "load -deflection". Kurva ini
sangat penting ditampilkan secara langsung untuk mengetahui perilaku pelat lantai pada saat mernikul beban. Dengan menggunakan kurva ini, maka beberapa kondisi penting bisa diketahui secara langsung daD juga diputuskan beberapa tindakan kedepan, misal kondisi batas elastik telah terlarnpaui atau kondisi plastifikasi sedang berjalan. Bila kondisinya berada pada posisi yang kurang arnan, maka pekerjaan pembebanan dapat dihentikan atau bahkan bisa dilakukan unloading segera. Pada setiap kondisi beban puncak (h = 70, 125 daD 163 cm), beban tersebut dipertahankan untuk beberapa lama hingga tidak dijumpai lagi perubahan defteksi yang berarti.
Selanjutnya dilakukan proses unloading, yaitu dengan melakukan pengosongan secara bertahap, yaitu dengan memonitor nilai defteksi untuk setiap variasi ketinggian air sebesar 5 cm. Pada saat unloading ini, monitoring hanya dilakukan pada nilai defteksi saja daTi pelat lantai, sedangkan evolusi crack tidak diarnati lagi. Pekerjaan ini dilakukan hingga air yang ada didalarn bak penarnpung terkuras habis (bila memungkinkan).
Beban puncak daTi siklus pertama adalah telah dikalikan dengan load faktor (design load = 425 kg'm1, yang mana dengan beban sebesar 700 kg'm2, struktur lantai masih bersifat elastik. Kemudian dilakukan unloading total, yang dilanjutkan dengan re-loading L VDT, selain Crackrneter untuk mengetahui
lebar retak.
Untuk pekerjaan pengamatan crack, maka pada permukaan bawah dari pelat sebelumnya telah diberi lapisan kapur putih clan telah dibuat sistem grid (3Ocm x 30cm) untuk memudahkan pengeplotan pada kertas kerja. Didalam pekerjaan persiapan ini termasuk pemasangan alat ukur defteksi L VDT pada titik-titik yang telah ditetapkan clan disetujui bersama, yaitu jumlah L VDT pada setiap pelat adalah 7 buah clan pada setiap tumpuan (balok) terpasang 2 buah, yang mana lokasi dari titik-titik terse but diberikan pada Gambar -2.
Didalam setiap pelaksanaan pekerjaan loading test adalah perin untuk melakukan pendataan defteksi yang terjadi pada tumpuan akibat behan, bilamana dasar dari tumpuan tersebut tidak dapat menjarnin bahwa settlement tidak terjadi. Untuk itu pada setiap tumpuan telah dipasang pula L VDT sebanyak 2 (dua) buah. Data yang diperoleh dari bagian tumpuan akan digunakan untuk mengoreksi defteksi titik-titik di luar tumpuan.
Initial condition dari struktur pelat perin didata terlebih dahulu, seperti retak yang terjadi diplot langsung di tempat clan dicatat lebarnya. Posisi awal dari levellantai juga perin direkam melalui Data Logger, sebelum konstruksi tumpuan sementara dibongkar/dilepas, yang mana level ini dianggap sebagai posisi awal (sementara).
Untuk memonitor/mengetahui leveV ketinggian air, maka telah dipasang mistar ukur yang penempatannya telah diusahakan sejauh mungkin dari gangguan jatuhnya supplai air, sehingga pembacaan mudah dilakukan. Perin dikemukakan disini, bahwa selama beton cor in-situ masih dalam proses pengerasan, maka pekerjaan curing masih tetap dilakukan untuk menghindari adanya kerusakan pada beton akibat susut, yaitu dengan cara menyiramkan air pada permukaan atasnya (pelat dijaga tetap berada dalam kondisi basah).
Untuk mengetahui mutu beton cor in-situ, maka dari beberapa sample benda uji yang berbentuk silinder yang dibuat pada saat pekerjaan pembetonan lantai, diuji terlebih dahulu nilai kuat tekannya sebelum pekerjaan loading test dimulai. Dari pengujian ini didapat bahwa mutu K-350 dapat dicapai pada saat pengujian beban dilakukan. Dapat disampaikan disini bahwa mutu topping concrete K-350 harns dapat dicapai pada umur 7 hari, sehingga dalam penentuan komposisi mixed design telah dirancang sedemikian rupa sehingga target tersebut dapat dicapai.
Seperti telah disebutkan diatas, bahwa sebelum pekerjaan pengisian air/pembebanan
hingga beban puncak sebesar 127 kg/m2. Pada siklus kedua ini, struktur lantai dibawah beban kerja telah melewati kondisi elastis, clan nampak bahwa hubungan antara balok pinggir dengan kolom yang dikondisikan jepit pada awalnya telah berubah secara perlahan rnenjadi hubungan sendi, karena terjadinya keretakan yang cukup besar padajoint-nya.
Beban tersebut untuk kemudian di-release hingga tersisa 7.5 cm tinggi air, untuk selanjutnya dilakukan kembali reloading hingga beban puncak maksimal yang dapat diberikan, yaitu 163 cm. Kurva "load -deflection" yang diperoleh menunjukkan bahwa peningkatan detleksi yang cukup siknifikan dimulai pada beban 140 kg/m2 (phenomena plastifikasi telah mendominasi perilaku struktur).
Phenomena hysterisis ditunjukkan daTi kurva "load -deflection ", yang dimulai daTi siklus pertama dengan dissipasi energi terbesar terjadi pada siklus ke -3. Dengan adanya dissipasi energi oleh struktur, akibatnya stiffness daTi struktur menurun, seperti ditunjukkan oleh response-nya pada pembebanan berikutnya.
Selain pengukuran detleksi, dilakukan juga pengamatan terhadap evolusi retak yang terjadi. Secara teoritis untuk konstruksi preslab (one -way slab) yang diuji, maka seharusnya retak pelat akibat beban terjadi dalam arah melintang konstruksi, yaitu bilamana material dianggap homogen clan tidak terdapat initial crack akibat mobilisasi. Namun dalam
pelaksanaannya, beberapa kemungkinan dapat
terjadi, misal akibat tidak homogennya material beton daD pengaruh getaran pada saat
transportasi dapat menyebabkan kelemahan
struktur dalam arah lain yang dapat menimbulkan retak awal dalam arah tersebut.
BASIL DAN PEMBAHASAN .Retakan
Pada pekerjaan penelitian ini, evolusi crack yang terjadi terus-menerus dimonitor pada saat pengujian berlangsung. Initial crack (retak rambut) telab terjadi pada spesimen yang dikirim, yaitu dalam arab memanjang preslab. Initial crack dapat terjadi pada saat fabrikasi atau karena transportasi ataupun akibat kombinasi dari kedua faktor tersebut. Dalam hal ini, faktor penyebabnya tidak kita permasalabkan, namun kondisi tersebut perlu direkam clan dilaporkan.
Crack dapat diakibatkan oleh pengaruh susut, yaitu karena pekerjaan curing yang kurang baik, atau dapat diakibatkan oleh prestressing yang terlalu pagi/awal. Selain itu, pengaruh getaran yang terjadi selama mobilisasi (transportasi di perjalanan clan
pengangkatan) dapat pula menyebabkan timbulnya retak. Ketidak-homogenan material dapat pula menyebabkan distribusi retak yang tidak kontinue, seperti yang dijumpai pada benda uji preslab ini. Pada sample preslab ini, retak yang diakibatkan oleh beban yang diberika~, pada saat loading test dilakukan -dari siklus pertama, terjadi hanya pada spesimen dengan lebar 2,1875 m' daD terjadi dalam arab memanjang pelat. Pola retak yang terjadi adalab tidak kontinue (berupa segmen-segmen), namun berada dalam "satu" garis. Tidak ditemukan retak dalam arab melintang pelat pada siklus tersebut.
Secara structural, pola retak yang demikian tidak membabayakan, hila ditinjau terhadap arab beban kerja yang dipikulnya daD sistem struktur yang ada. Lebar retak maksimum adalab 0.1 mm. Perubaban lebar retak tidak teramati dengan berubabnya beban. Sedang pada spesimen dengan lebar lebih kecil, tidak dijumpai adanya retak. Pol a retak tersebut daD pol a retak setelab keseluruhan siklus selesai dilakukan, diberikan pada foto dokumentasi terlampir.
Berdasarkan basil pengamatan, retak pertama dari pelat yang terjadi dalam arab melintang dijumpai pada beban air setinggi 115 em, yang kemudian diikuti dengan defteksi yang meningkat tajam dengan bertambabnya beban air. Sedangkan berdasarkan kajian analitik, retak pertama terjadi pada beban air dengan ketinggian sekitar 60 cm. Ketidak-sesuaian ini dikarenakan beberapa asumsi yang diambil dalam analisis tidak sepenuhnya benar sesuai dengan kondisi sesungguhnya yang dimiliki struktur lantai.
.DeOeksi
Defteksi yang terjadi pada titik-titik yang telah ditentukan posisinya didapatkan dari
basil pengukuran melalui alat ukur defleksi "L VDT", yang dipasang pada titik pengamatan tersebut (lihat Gambar -3). Pembacaan nilai defteksi secara numerik didapat melalui Data Logger yang telab dihubungkan pada L VDT tersebut. Pada setiap tumpuan (balok pinggir) telab dipasang L VDT untuk merekam besarnya defteksi/penurunan yang terjadi pada tumpuan-tumpuan tersebut. Hal ini dikarenakan pada tumpuan tersebut tidak disediakan pondasi khusus yang mampu mencegab terjadinya penurunan (settlement). Pada setiap tumpuan dipasang 2 (dua) buab LVDT. Hasil-hasil yang ditampilkan dari nilai defteksi di bagian pelat (bukan pada tumpuan) telab dikoreksi oleh defteksi tumpuan tersebut.
Hasil bacaan defteksi tersebut kemudian diplot dalam kurva yang menggambarkan hubungan antara besarnya pembebanan daD
detleksi ijin. Pada kondisi pembebanan ini struktur masih elastis. Hal ini berarti bahwa struktur preslab yang diproduksi mempunyai tingkat keamanan cukup tinggi daD dapat diandalkan dalam memikul beban yang direncanakan.
2. Detleksi residual yang terjadi pada struktur lantai disebabkan terutama oleh adanya pengaruh creep pada saat pengisian daD pada saat beban puncak yang ditahan konstan.
3. Pada pengujian ini, beban maksimum yang diberikan adalah identik dengan tinggi air 163 cm, dimana pada beban tersebut detleksi maksimum yang terjadi adalah 28,5 mm. Pada saat ini, jumlah retak pada arab melintang yang dijumpai adalah sebanyak 3
(tiga) buah.
Dari kondisi di atas, dapat disimpulkan bahwa perencanaan struktur lantai yang dilengkapi dengan preslab dengan tebal total 14 cm untuk memikul beban rencana adalah masih dapat dioptimalkan lagi untuk mendapatkan nilai ekonomis yang kompetitif.
DAFTARPUSTAKA
1. SK SNI T.15-1991-03 2. AC1318-953. ARTHUR H. NILSON & GEORGE WINTER, "Design of Concrete Structures", McGraw Hill, 11 th Ed, 1991
4. Prestressed Concrete, a Fundamental Approach, 2nd Ed., Prentice Hall Int., 1996 defleksi atau yang disebut sebagai "load
-deflection curve".
.Dari kurva yang didapat dapat dikaji hal-hal berikut :
1. Nilai defleksi yang didapat dari basil analisis adalah lebih kecil daripada basil yang didapat melalui pengujian. lni berarti bahwa dalarn analisis struktur lantai diasumsikan lebih kaku.
2. Nilai defleksi yang terbesar terjadi di tengah bentang (3.5nun) dibawah beban air setinggi 70 cm. Bila ditinjau terhadap peraturan SNI yang ada, maka sebagai indikasi perilaku yang memuaskan dari struktur apabila defleksi maksimum struktur tidak melebihi (L 2/(20000h), yang dalarn hal ini sarna dengan 7.02 rom. 3. Defleksi residual akibat satu siklus
pembebanan telah terjadi. Dalarn menghitung faktor reversibilitas, maka yang diperhitungkan hanya pengaruh defleksi akibat beban airnya saja, yang terjadi pada siklus-l. Faktor reversibilitas minimum yang diperoleh dari sejumlah titik pengarnatan adalah 65 % .
Kurva "Beban-Defleksi" yang membentuk loop/hysterisis ini menunjukkan phenomena dissipasi energi oleh struktur setelah beban ditiadakan, dimana besarnya energi yang didissipasi ini ditentukan oleh luas permukaan yang dibatasi oleh kurva tersebut. Dengan adanya energi yang telah terdissipasi ini, maka biasanya struktur dapat mengalami degradasi performansinya. Semakin besar energi yang didissipasi, maka semakin besar pula degradasi performasinya.
Secara umum, setelah level beban puncak (siklus -1) selesai dicapai, maka kondisi struktur sebenarnya masih elastik. lni nampak dari kemiringan kurva pada saat unloading dilakukan yang harnpir sejajar dengan kemiringan kurva pada saat loading. Besarnya loop dari kurva "Beban -Defleksi" lebih didominasi oleh pengaruh creep.
DISKUSI
Tanya:
Tolong jelaskan perjalanan keretakan rol struktur plat
Iskandar Kadir
Perjalanan keretakan pada struktur pelat arah memanjang yang terjadi pada sikIus pertama pembebanan terlihat jelas pada gambar pola retak yang terjadi dan label pol a retak yang kami lampirkan.
KESIMPULAN
Berdasarkan basil uji pembebanan preslab ini dapat disimpulkan, bahwa :
I. Ditinjau dari sudut pandang nilai defleksi yang terjadi, struktur lantai (dengan preslab) yang diuji masih mempunyai cadangan kekuatan yang cukup tinggi untuk memikul beban yang lebih besar dari beban layan (yang dalam hat ini disimulasikan dengan beban air). Nilai defleksi maksimum total (akibat berat sendiri dan air) di tengah bentang petal adalah sekitar separoh
t
..I
~
~
~--
--LO~~ESTGambar-2: Konsb'uksi Beton Preslab dan Beton Topping
KURVA BEBAN (TINGGI AIR) VS PENURUNAN
I
i
i
...
PENURUNAN (mm) PENURUNAN (mm)...
!
i
i
...
PENURUNAN (mm).II
.
PENURUNAN (mm) 530Fof.O Kondisi akhir struktur iantai
Foto 2. Peninjauan Langsung di lapangan saat loading test dilakukan
Foto 3 'Salah satu posisi penempatan alat ukur displacement "L VDT" di bawah lantai
Foto 4 Perangkat monitoring data detleksi lantai (Data Logger dan Komputer)
Foto 5 Pola crack yang terjadi di pcJmukaan baw'ab petal (dalam arab me.lnanjang petat)
Foto 6 Pengamatan clan pengukuraJl lebar retak yang terjadi
