III-46 SENTRA
PERILAKU JOINT BALOK TINGGI DAN KOLOM BETON
BERTULANG AKIBAT PENGEKANGAN
Ninik Catur E.Y1, Agus Subiyanto2 1. Universitas Merdeka, Malang 2. Universitas Merdeka, Malang
Kontak Person: Ninik Catur Endah Y, ST., MT Jl Terusan Raya Dieng No 62-64
Malang,65144
Telp: 08123355145, Fax: 0341-567617, E-mail: nien_cey@yahoo.com
Abstrak
Sambungan balok- kolom merupakan bagian penting konstruksi portal beton bertulang. Pada balok tinggi, sambungan ini rawan terhadap keruntuhan akibat tegangan geser. Metode pengekangan (confinement) dilakukan untuk memperbaiki perilaku sambungan balok tinggi- kolom saat menerima beban. Pengekangan dilakukan pada bagian jalur tekan balok dan kolom agar inti beton lebih berperan dalam menerima tegangan tekan. Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium. Benda uji berupa 15 buah model joint balok tinggi dan kolom beton bertulang dengan fc’= 25 MPa. Ukuran balok tinggi adalah 14x25x60 cm dan ukuran kolom 25x25x100 cm. Pengamatan dilakukan terhadap joint tanpa kekangan, joint dengan kekangan pada daerah jalur tekan balok serta joint dengan kekangan pada daerah jalur tekan balok dan jalur tekan kolom . Variasi jarak pengekangan 65 mm dan 32,5 mm. Titik beban diberikan pada balok dengan rasio a/d = 0,83.
Berdasarkan hasil pengujian, diketahui bahwa kekangan pada balok tinggi dan kolom menyebabkan peningkatan kapasitas geser, kapasitas lentur, serta daktilitas balok tingg. Peningkatan maksimum untuk kapasitas geser dan lentur terjadi pada joint dengan kekangan pada bagian balok. Besarnya peningkatan kapasitas geser yang terjadi sebesar 36% dan untuk lentur sebesar 24 %. Untuk pengekangan pada kolom tidak memberikan hasil peningkatan kapasitas geser dan lentur yang signifikan, namun mengakibatkan perubahan daktilitas dan perilaku joint saat menerima beban statis. Perubahan perilaku ini ditunjukan oleh pola retak sebelum runtuh dan besarnya deformasi yang terjadi. Model keruntuhan yang terjadi akibat pengekangan pada balok dan kolom mengalami perubahan yang sangat signifikan. Pada joint dengan kekangan pada balok, keruntuhan terjadi secara cepat sesaat setelah terjadi rambatan dan lebar retak yang besar pada joint dengan kerusakan terjadi pada bagian balok. Sedangkan pada joint dengan kekangan pada bagian balok dan kolom, deformasi yang terjadi lebih besar seiring peningkatan kapasitas beban hingga tercapai keruntuhan.
Kata kunci: joint balok tinggi dan kolom; pengekangan; kapasitas geser, kapasitas lentur; model keruntuhan
Pendahuluan
SENTRA III-47 sama namun hanya memberikan perkuatan berupa pengekangan pada jalur tekan balok saja (Ninik, 2014)
Bahan dan Metode Penelitian
Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah beton dengan mutu fc’ = 25 Mpa, baja tulangan ф 6 untuk sengkang kolom dan balok, baja tulangan ф 10 untuk tulangan longitudinal balok,
dan baja tulangan ф 12 untuk tulangan longitudinal kolom. Benda uji adalah model joint balok dan
kolom dengan ukuran balok tinggi adalah 14x25x60 cm dan ukuran kolom adalah 25x25x100 cm. Sedangkan instrumen penelitian yang digunakan antara lain loading frame dengan kapasitas 25 ton, hydraulic jack berkapasitas 50 ton, load indicator digital dengan tingkat ketelitian 5 kg, dial holder dan dial gauge dengan tingkat ketelitian 0,01 mm. Pengamatan dilakukan terhadap joint balok dan kolom tanpa kekangan, joint balok dan kolom dengan kekangan pada daerah jalur tekan balok, serta joint balok dan kolom dengan pengekangan pada jalur tekan balok dan kolom. Pengekangan dilakukan pada tumpuan dan jalur tekan balok dengan jarak pengekangan 65 mm dan 32,5 mm. Rincian spesifikasi benda uji adalah sebagai berikut :
Tabel 1: Spesifikasi Benda Uji
Lokasi Kekangan
Spasi Kekangan Kode Benda Uji Jumlah
Tanpa kekangan - JBK – TK 3
Kekangan pada jalur tekan balok
65 mm JBK – KJTB-2 3
32,5 mm JBK – KJTB-1 3
Kekangan pada jalur tekan balok dan kolom
65 mm JBK – KJTBK-2 3
32,5 mm JBK – KJTBK-1 3
III-48 SENTRA
Gambar 1. Detail penulangan Benda Uji
Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium. Pengujian dilakukan terhadap 15 benda uji dengan cara memberikan beban terpusat P pada balok dengan jarak (a) 500 mm dari joint balok dan kolom sehingga rasio antara jarak titik beban (a) dengan tinggi efektif balok (d) adalah a/d = 0,83. Pembebanan diberikan secara bertahap dengan interval beban 250 kg sampai terjadi keruntuhan. Model pengamatan yang dilakukan secara load control sampai tercapai 70% kapasitas beban dan selanjutnya dilakukan pengamatan secara deflection control sampai tercapai keruntuhan.
Gambar 2. Model Pengujian
SENTRA III-49 pada daerah tumpuan balok tinggi dapat diperbaiki dengan model perkuatan berdasarkan strut and tie. Pada penelitian yang dilakukan ini, keruntuhan struktur paling awal terjadi pada joint tanpa kekangan.
Gambar 3. Hubungan P - ∆ untuk berbagai variasi pengekangan
Peningkatan kapasitas geser ultimit terbesar diberikan oleh joint balok tinggi dan kolom dengan pengekangan balok pada jalur tekan balok dan kolom dengan spasing 32,5 mm. Hasil ini memperkuat hasil penelitian yang dilakukan oleh Robin Tuchscherer, dkk (2010) yang menyatakan bahwa kekangan triaksial yang diberikan terhadap balok tinggi akan meningkatkan kapasitas tekan beton sehingga kemampuan untuk menerima beban juga akan semakin besar.
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, ditentukan bahwa kuat geser yang disumbangkan oleh beton dan tulangan geser adalah :
(1)
Berdasarkan hasil pengujian terlihat bahwa terjadi peningkatan kapasitas geser joint dengan berbagai variasi pengekangan pada balok dan kolom serta joint tanpa pengekangan sebagai pembandingnya. Peningkatan kapasitas geser ini terjadi akibat pengekangan yang menyebabkan perubahan perilaku inti beton ketika menerima beban. Pengembangan inti beton menjadi terhalang sehingga meningkatkan kekuatan balok dalam menahan beban. Terlihat bahwa peningkatan kapasitas geser pada joint dengan joint terkekang pada jalur tekan balok dan kolom yang memberikan peningkatan terbesar dalam memperbaiki perilaku keruntuhan geser yang terjadi pada joint balok tinggi dan kolom, yaitu sebesar 9,83 %.
III-50 SENTRA
Gambar 4. Pola rambatan retak pada Sambungan balok dan kolom tanpa pengekangan
Gambar-5 menunjukkan pola rambatan retak pada joint dengan pengekangan pada jalur tekan balok. Mekanisme keruntuhan yang terjadi pada sambungan balok-kolom dengan pengekangan pada jalur tekan balok diawali dengan retak yang terjadi pada joint. Retakan pada joint semakin melebar dan merambat ke arah kolom seiring dengan semakin bertambahnya beban dan diikuti oleh retak baru pada daerah bentang balok. Retak pada joint dan kolom semakin lebar namun retakan pada balok hanya bertambah panjang sampai terjadi keruntuhan.
Gambar 5. Pola rambatan retak pada Sambungan balok dan kolom dengan pengekangan pada jalur tekan balok
SENTRA III-51
Gambar 6. Pola rambatan retak pada Sambungan balok dan kolom dengan pengekangan pada Jalur Tekan Balok dan kolom
Kesimpulan
Berdasarkan pengolahan data hasil pengujian diperoleh kesimpulan bahwa (1) pengekangan pada balok tinggi dapat meningkatkan kekakuan dan kapasitas beban ultimit yang diterima oleh joint; (2) spasing dan lokasi pengekangan pada balok tinggi dan kolom mempengaruhi besarnya peningkatan kapasitas beban ultimit dan kapasitas geser yang mampu diterima oleh joint; (3) peningkatan kapasitas beban ultimit terbesar (42%) yang mampu diterima joint adalah dengan pengekangan pada jalur tekan balok dan kolom dengan jarak spasi 32,5 mm; (4) peningkatan kapasitas geser terbesar (9,83%) yang mampu diterima joint adalah dengan pengekangan pada jalur tekan balok dan kolom pada jarak spasi 32,5 mm; (5) pengekangan yang diberikan pada jalur tekan, baik pada bagian balok maupun kolom mempengaruhi model pola keruntuhan yang terjadi pada joint. Pada joint tanpa kekangan balok tinggi, keruntuhan diawali oleh retak pada balok diikuti retak pada joint sampai terjadi keruntuhan. Pada joint dengan pengekangan pada bagian balok tinggi dan kolom, memberikan kapasitas dan perilaku yang lebih baik dalam pola keruntuhan akibat beban yang diterima.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapakan terimakasih kepada Ditjen Dikti Kemendiknas yang telah mendanai penelitian ini melalui skim Penelitian Hibah Bersaing Tahun Anggaran 2015.
Daftar Notasi
Av = luas tulangan geser vertikal S1 = jarak tulangan geser vertikal Ln = benang bersih balok
III-52 SENTRA
Referensi
[1] B.R Niranjan, S.S Patil, (2012), " Shear Strength Prediction of Deep Beams by Softened Truss Model", IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), ISSN: 2278-1684 Volume 4, Issue 1 (Nov. - Dec. 2012), PP 01-06
[2]James K. Wight and James G. Mac Gregor, (2012), "Reinforced Concrete Mechanics and Design", Pearson Education, Inc., New Jersey, pp. 908-922
[3] Singh, B, Kaushik SK, Naveen KF, Sharma S, 2006, "Design of a Continuos Deep Beam Using The Strut and Tie Method",Asian Jornal of Civil Engineering (Building and Housing), Vol. 7, No. 5, p. 461-477
[4]M. Nadim Hassoun, (2002), "Structural Concrete Theory and Design", Prentice Hall, pp. 229-234
[5]107, No. 6, November-December 2010. pp. 709-717.
