BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini, banyak kita temukan fenomena konstruksi bangunan yang dinyatakan
layak huni namun pada kenyataannya bangunan tersebut mengalami kegagalan dalam
pelaksanaan fungsinya, yang dapat diakibatkan oleh salah perencanaan, kegagalan dalam
pelaksanaan kontruksi, penambahan beban, ataupun diakibatkan oleh beban gempa.
Indonesia, yang mana merupakan negara dengan daerah yang memiliki tingkat kerawanan
gempa tinggi, menyebabkan sistem struktur bangunan di Indonesia harus mengikuti
persyaratan bangunan tahan gempa.
Beberapa laporan terkait dengan kerusakan struktur akibat gempa bumi di Indonesia
memperlihatkan contoh-contoh keruntuhan bangunan yang terjadi akibat pendetailan
tulangan kolom yang tidak memenuhi persyaratan (Imran, dkk,, 2005; Imran, dkk., 2006;
Imran, 2007). 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 (Sudarmoko,1996).
Kolom merupakan salah satu elemen dari struktur rangka yang mengalami desak dan
lentur berfungsi menahan gaya-gaya yang berkerja pada balok dan meneruskannya ke
pondasi. Suatu kolom beton bertulang yang menerima beban aksial tekan secara konsentris,
maka akan menderita tegangan tekan dan regangan yang sama besarnya pada seluruh
penampang kolom. Untuk mencegah keruntuhan yang terjadi secara tiba-tiba pada kolom
maka dalam merencanakan struktur kolom harus diperhitungkan secara cermat. Tulangan
lateral atau sengkang diperlukan untuk mencegah terkelupasnya (spalling) penutup beton dan
terjadinya tekuk local (local buckling) pada batang-batang longitudinal akibat beban aksial.
Seperti yang kita ketahui, peraturan perencanaan SNI 03-2847-02 memberikan syarat
tulangan pengekang dengan kait gempa 1350 pada struktur kolom yang dibangun di daerah
rawan gempa. Namun nyatanya banyak yang menggunakan tulangan pengekang dengan kait
900 atau dengan konfigurasi dobel C (tidak sesuai standar) karena pembuatan dan
pemasangan tulangan pengekang standar kait 1350 tidaklah mudah dalam prakteknya di
lapangan, adapun kesulitan pemasangan semakin tinggi untuk kolom-kolom berdimensi
besar.
Dari hasil penelitian membuktikan bahwa pemasangan tulangan pengekang dengan
kait 900 untuk kolom pada daerah rawan gempa dapat menghasilkan performance yang buruk
dan berbahaya bagi sistem struktur secara keseluruhan. (Sheikh dan Yeh, 1990; Saatcioglu
dan Razvi 1992, Wehbe et al, 1999). Maka, dapat disimpulkan penggunaan kait tidak standar
sebaiknya tidak dilakukan pada daerah rawan gempa seperti di Indonesia.
Dengan perkembangan inovasi di bidang konstruksi, ditemukan perangkat tambahan
sebagai elemen pengikat yang dapat meningkatkan kinerja sengkang pada beton atau biasa
yang disebut Pen- Binder. Elemen pengikat atau pen-binder bekerja sebagai peminimalisir
kegagalan kolom akibat hancurnya inti beton yang mana akan menahan titik-titik tertentu
berlebihan. Penggunaan Pen-Binder ini menurut Anang Kristianto (2011) adalah sebagai
elemen pengikat untuk kolom persegi berdasarkan hasil eksperimen menghasilkan
peningkatan kapasitas aksial dan daktilitas yang cukup signifikan.
Maka dari itu, masih diperlukan suatu penelitian untuk mengetahui efek penggunaan
elemen pen-binder terhadap kait sengkang tidak standar yang mana memiliki kemudahan
pemasangan lebih tinggi di lapangan.
1.2 Studi Literatur
Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka struktur yang memikul beban dari
balok. Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi. Kolom
termasuk struktur utama untuk meneruskan berat bangunan dan beban lain seperti beban
hidup (manusia dan barang-barang), serta beban hembusan angin.
Menurut buku Struktur Beton Bertulang (Istimawan Dipohusodo, 1994) ada tiga jenis
kolom beton bertulang, salah satunya adalah kolom yang menggunakan pengikat sengkang
lateral. Kolom ini merupakan kolom beton yang ditulangi dengan batang tulangan pokok
memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat sengkang (tulangan
pengekang) ke arah lateral. Tulangan pengekang ini berfungsi untuk memegang tulangan
pokok memanjang agar tetap kokoh pada tempatnya.
Konsep pemasangan tulangan pengekang pada elemen struktur kolom beton bertulang
dimaksudkan agar pada saat selimut kolom terkelupas dan akibatnya luas penampang kolom
menjadi berkurang, maka tulangan pengekang diharapkan dapat mengekang inti beton
sehingga kolom yang selimutnya telah terkelupas tersebut memiliki kekuatan paling tidak
Gambar 1.2 . Luasan inti terkekang pada suatu elemen struktur kolom beton bertulang.(Paultre et.al.,2008)
Tulangan pengekang dengan kait 900 memiliki kemampuan yang lebih rendah dalam
menahan inti beton, hal ini terjadi karena tidak ada gaya yang menahan kait tersebut untuk
tetap pada posisinya pada saat beban gempa terjadi. Kondisi ini akan mengakibatkan kait
membengkok keluar dan tidak efektif lagi mengekang inti beton (Kristianto,A. dkk, 2010).
Perkuatan dengan Pen-Binder
Di tahun 2010, Anang Kristianto dkk menganalisis perilaku pengekangan dengan 5
macam model kolom persegi. Pemodelan dan analisis menggunakan software ADINA,
dengan keistimewaannya yang mampu menganalisis tegangan kontak antara beberapa
elemen struktur dengan karakteristik material yang berbeda. Software ini juga memiliki
kemampuan untuk membuat berbagai bentuk model 3 dimensi dengan baik dan cepat serta
Adapun 5 macam model kolom tadi dengan karakteristik sebagai berikut.
Hasil analisis komputer untuk pemodelan diatas menghasilkan perilaku deformasi
tulangan pengekang seperti terlihat pada Tabel 2.
Tabel 1.2 Deformasi Model Benda Uji Anang dkk
Hasil analisis diatas menunjukkan perbedaan efektivitas pengekangan yang cukup
besar antara tulangan pengekang dengan kait 90o dan 135o yang memperkuat pembuktian
bahwa kekangan dengan kait 90o tidak cukup efektif untuk memberikan kekangan pada inti
Maka dapat disimpulkan, pemberian elemen pengikat tambahan (Pen-Binder)
memberikan hasil yang cukup signifikan dalam memberikan kekangan pada inti beton, hal ini
dapat dilihat dari perilaku deformasi ujung kekangan pada model C,D dan E yang relatif jauh
lebih kecil daripada model A.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan landasan teori diatas maka permasalahan yang dibahas
adalah:
1. Bagaimana perilaku tulangan kolom dengan penggunaan sengkang standar, sengkang
tidak standar, dan sengkang tidak standar dengan perkuatan pen-binder terhadap
pembebanan aksial?
2. Berapa kapasitas beban dan tegangan aksial yang dapat ditahan oleh masing-masing
jenis penggunaan sengkang?
3. Bagaimana hubungan tegangan-regangan yang terjadi pada masing-masing jenis
penggunaan sengkang?
1.4 Tujuan Penelitian
1. Memperoleh gambaran perilaku tulangan kolom yang menggunakan sengkang
standar, sengkang tidak standar, dan sengkang tidak standar dengan perkuatan
pen-binder dengan bantuan aplikasi ANSYS 17.0.
2. Memperoleh kapasitas beban dan tegangan aksial yang terjadi pada masing-masing
jenis penggunaan sengkang dengan bantuan aplikasi ANSYS 17.0.
3. Mengetahui hubungan tegangan-regangan yang terjadi pada masing-masing jenis
1.5 Manfaat Penelitian
1. Bagi akademisi, penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi pada penelitian
selanjutnya terkait kekangan pada kolom.
2. Bagi pelaku konstruksi, hasil dari penelitian ini dapat menjadi pertimbangan dalam
pemilihan material perkuatan untuk kolom.
1.6 Batasan Masalah
1. Tulangan yang digunakan adalah tulangan baja untuk kebutuhan kolom berbentuk
persegi yang berdimensi 15 x 15x 100 cm dengan tebal selimut beton 45cm.
2. Tulangan yang digunakan adalah tulangan polos dengan jumlah tulangan longitudinal
4Ø12 mm, dan sengkang Ø6-125 mm.
3. Benda uji tulangan mempunyai 3 variasi yaitu kolom dengan sengkang standar gempa
(kait 1350), kolom dengan sengkang tidak standar gempa (kait 900), dan kolom
dengan sengkang tidak standar gempa (kait 900) dengan perkuatan pen-binder.
4. Pengujian tulangan dengan masing masing jenis sengkang terhadap beban aksial
dengan bantuan aplikasi ANSYS 12.1.
5. Pembebanan tulangan dibantu dengan plat baja diatas dan dibawah dengan harapan
memberi simulasi pembebanan secara merata dari atas ke bawah.
1.7 Metode Penelitian
Adapun metode penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini adalah metode analisis
dengan bantuan aplikasi ANSYS 12.1 dimana data yang diperlukan berdasarkan hasil outpun
dari ANSYS 12.1 yang kemudian diolah dan dianalisis untuk mendapatkan efek perkuatan
pen-binder terhadap tulangan baja kolom beton bertulang.
Sistematika Penelitian
1. Penarikan latar belakang masalah.
2. Studi Literatur (Buku teks, jurnal terkait, peraturan)
3. Perumusan Masalah.
4. Desain pola pengujian.
Catatan :
Benda uji yang digunakan adalah tulangan baja untuk kolom berpenampang persegi,
yang mana dengan masing masing kriteria : penggunaan sengkang standar,
penggunaan sengkang tidak standar, dan penggunaan sengkang tidak standar dengan
perkuatan pen-binder.
5. Pengujian dengan ANSYS 12.1. Terdiri atas :
Menyediakan material properties yang diperlukan ANSYS 12.1. Pemodelan benda uji dengan bantuan aplikasi SolidWork.
Melakukan input data, model, dan pemberian beban pada masing- masing
jenis pemodelan.
Pengamatan kondisi benda uji ketika pemberian beban.
6. Pencatatan hasil pengujian.
7. Analisis data.
1.9 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi
setiap bab yang dibahas pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang penelitian, perumusan masalah penelitian, tujuan
penelitian, metodologi penelitian, pembatasan masalah, mekanisme pengujian dan
sistematika penulisan, dari tugas akhir ini.
BAB II. STUDI PUSTAKA
Bab ini berisi uraian tentang penggunaan ANSYS 12.1 serta uraian kriteria
kolom dengan variasi sengkang 1350 dan 900, dan perkuatan pen-binder yang akan
diteliti berdasarkan referensi-referensi yang didapat oleh penulis.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup penyediaan bahan
yang diperlukan untuk eksperimen dan pekerjaan pertukangan hingga pelaksanaan
penelitian.
BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN
Bab ini berisi analisa dan hasil pengujian benda uji dalam penelitian di
laboratorium yaitu hasil pengujian kuat tekan kolom dengan pembebanan aksial,
dengan variasi kolom dengan sengkang standar (kait 1350), dan sengkang tidak
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari hasil eksperimen yang
dilakukan dari seluruh kegiatan tuga akhir ini dengan menitikberatkan pada perilaku
struktur kolom dengan variasi kolom dengan sengkang standar (kait 1350), dan
sengkang tidak standar (kait 900) dengan perkuatan pen-binder, yang diberi variasi
