ANALISA KOLOM BETON BERTULANG YANG DIPERKUAT DENGAN CARBON FIBER REINFORCED POLYMER (CFRP)

ANALISA KOLOM BETON BERTULANG YANG DIPERKUAT DENGAN CARBON FIBER REINFORCED POLYMER (CFRP)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh:

MAROLOP TUA SIANIPAR 02 0404 081

BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK USU 2009 Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

ABSTRAK Salah satu upaya untuk meningkatkan kemampuan suatu struktur beton bertulang dalam memikul beban-beban adalah dengan meningkatkan daktilitas struktur tersebut. Peningkatan daktilitas yang dimaksud dapat dilakukan dengan memberikan tulangan pengikat, pengekang (confinement) dari dalam beton dan kekangan yang dari luar beton (externally wrap) oleh CFRP yang dapat memberikan ikatan dan kekangan terhadap beton maupun tulangan lentur. Confinement mampu mencegah tekuk premateur tulangan tekan longitudinal, sebagai tulangan sebagai tulangan geser mencegah terjadinya keruntuhan, serta mampu meningkatkan kekuatan tekan beton terhadap beban aksial dan momen lentur. Dilakukannya externally CFRP pada kolom akan membuat kolom semakin kuat terhadap lentur dan beban aksial yang dipikul karena memiliki nilai kuat tarik yang sangat tinggi. Kekangan yang dilakukan pada CFRP dipengaruhi oleh jarijari sudut siku penampang kolom bujur sangkar. Tulangan tranvesal yang bekerja akan mempengaruhi tulangan longitudinal yang bekerja terhadap lentur. Tegangan lateral yang bekerja pada FRP terhadap bidang beton yang di luar akan melentur ke luar terhadap panjang dan lebar penampang atau mengalami tekan dan sebaliknya tulangan tranversal cenderung mengalami tekan. Peningkatan mutu beton (fC’) = 25 MPa dengan menggunakan CFRP sebagai perkuatan dari luar untuk tebal (tj) = 0,3 mm dapat mencapai FCC’ = 29,364 MPa, peningkatan kapasitas kolom pada beban aksial sebesar 23,906% momen lentur 133,198%.

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

DAFTAR ISI ABSTRAK…………………………...................…………………………...……..i KATA PENGANTAR…………………………...................……………………..ii DAFTAR ISI………………………………………………...................……..…..iv DAFTAR NOTASI…………………………………………………....................vii DAFTAR GAMBAR……………………………………..………….....................x BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Umum……………………..…………………………………….…1

1.2

Latar belakang masalah……………………………………………2

1.3

Maksud dan tujuan……………………………………………...…3

1.4

Pembatasan masalah……………………………….…………...….4

1.5

Metode pembahasan………………………………………..…...…4

1.6

Sistematika pembahasan………………………………….…...…..5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Umum…………………………………………….………………..7

2.2

Fiber Reinforced Polimer………………………….…...…………9

2.3

Pengunaan FRP yang ada di Pasaran……………….……………13

2.4

Alasan pengunaan CFRP……………………………..….…..…..17

2.5

Fungsi CFRP……………………………………….….…………18

2.6

Pekerjaan sebelum dilakukan pemasangan…………….…….…..19 2.6.1. Investigasi……………………………………………..…19 2.6.2. Evaluasi……………………………………….………….20 2.6.3. Metode perbaikan……………………………...……...….21


2.7

Struktur bangunan yang menggunakan FRP………...……...……24

2.8

Bentuk dan tipe FRP…………………………………..………....24

2.9

Aplikasi FRP terhadap bangunan…………………….……….….24

2.10

Pekerjaan dan pemasangan FRP pada kolom………….….……..26 2.10.1. pekerjaan pada FRP…………………………...……..…..26 2.10.2. pemasangan FRP pada kolom…………………..……….28

2.11

Perumusan CFRP pada Kolom………………………...….……..29

BAB III

ANALISIS CONFINEMENT dan CFRP KOLOM

3.1

Umum………………………………………………….……..…..32

3.2

Kekuatan Tekan Beton………………………………….………..33

3.3

Kekuatan Tarik Beton……………………………...………….....34

3.4

Kolom Beton Bertulang Berdasarkan Bentuk………..…………..35

3.5

Persyratan Penulangan Kolom…………………………………...44

3.6

Pengaruh Sengkang terhadap Kolom…………….……..………..44

3.7

Pengaruh FRP terhadap Sengkang……………………...………..47

3.8

Tegangan dan Regangan Beton dengan CFRP………….……….47

3.9

Analisis Kolom………………………………………….…….….51

BAB IV

ANALISA PERHITUNGAN

4.1

Analisa

Gaya

Aksial

dan

Momen

Lentur

pada

Kolom

Confinement……………………….……………………………..61 4.2

Menganalisa gaya aksial dan momen pada kolom karena pengaruh tebal CFRP (t_CFRP)…………………………...…...…………..78


4.2.1 Tebal CFRP = 0,3 mm………….………………………..78 4.2.2 Tebal CFRP = 0,5 mm………………….………………..98 4.2.3 Tebal CFRP = 0,7 mm………………….………….…….99 4.2.4 Tebal CFRP = 1,0 mm……………….…………..………99 4.3

Pengaruh Kuat Tekan Beton (fC’)………………………………101 4.3.1 Kuat Tekan Beton (fC’) = 30 MPa…………...…………101 4.3.2 Kuat Tekan Beton (fC’) = 35 MPa…………...………….102 4.3.3 Kuat Tekan Beton (fC’) = 40 MPa…………...………….103

4.4

Pengaruh Dimensi Kolom (B, H)………...……..………………104 4.4.1 Dimensi 500 mm x 500 mm………………...…………..104 4.4.2 Dimensi 600 mm x 600 mm…………..……………...…105 4.4.3 Dimensi 700 mm x 700 mm………………..……...……106

4.5

Merencanakan Dimensi dan Tulangan Kolom.............................107

BAB V

KESIMPULAN

5.1

Kesimpulan………………………….………………………….112

5.2

Saran ………………………………….…………………...……113

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………….….114


KATA PENGATAR Puji serta syukur kepada Allah Bapa, karena berkat dan karuniaNYA saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dimana tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan program sarjana (S1) di Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara (USU). Penulis menyadari bahwa selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan, doa, dan bantuan dari semua pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang tulus kepada: 

Bapak Prof. Dr. Ing. JOHANNES TARIGAN selaku ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.



Bapak Ir. Teruna Jaya, M.Sc., selaku sekertaris Departmen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.



Bapak Ir. Daniel Rumbi Teruna, MT selaku dosen wali dan pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk memberikan bimbingan dan masukan dalam penyelesaian tugas akhir ini serta selama masa kuliah.



Bapak Ibu dosen staf pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera utara.



Seluruh pegawai yang telah memberikan bantuan dalam menyelesaikan administrasi.



Hormat saya kepada orang tua Alm. M.T Sianipar dan M. Hutapea serta saudara-saudara yang telah memberikan Restu dan Doa selama kuliah hingga sekarang.




Rekan-rekan mahasiswa yang telah memberikan masukan semangat, dan doa diantaranya Daniel Damanik, Togi Sagala, Daniel Pasaribu, Parna, Tohap, Jekson, Galumbang (02), Fornando, Samuel, Roby, Siska, Indah, (04) serta adik-adik 05. Teman-teman disekitar tempat tinggalku Lor IX diantaranya Lasma Sgn, Desmi, Donfri, lintonk, Brians, Nando. Persekutuan Mahasiswa KMK yaitu: Frans, Adithya, dan B’Enru dan yang lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa manusia tidak luput dari khilaf dari kesalahan,

demikian juga penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini sehingga tugas akhir ini masih memiliki banyak kekurangan walaupun penulis telah semaksimal mungkin. Oleh karena itu, dengan tangan terbuka dan hati yang tulus penulis akan menerima segala saran dan kritikan demi kesempurnaan tugas akhir.

Medan,

Maret 2009 Penulis


Daftar Notasi 2

As

: Luas tulangan baja, mm

a

: Kedalaman tegangan saat ultimate, mm

b

: Lebar area penampang kolom, mm

Cc

: Gaya tekan beton, N

Cs

: Gaya tekan baja, N

d

: jarak efektif, mm

d”

: Jarak pusat gaya tekan beton didalam sengkang, mm

d” ’

: Jarak pusat gaya tekan beton diluar sengkang, mm

d” ”

: Jarak pusat gaya tekan beton bagian samping, mm

d1

: Jarak tulangan 1 ke pusat tekan terluar, mm

d2


d3


Ej

: Modulus elastis pada FRP, N/mm2

fc’

: Kekuatan tekan beton, N/mm2

fcc’

: Kekuatan tekan beton, FRP, N/mm2

fj

: Tegangan pada sisi dalam Jaket FRP, N/mm2

fl

: Tegangan lateral minimum, N/mm2

Fl

: Tegangan lateral maksimum, N/mm2

fr

: Modulus rupture atau modulus retak beton, N/mm

fs

: Tegangan tulangan baja, N/mm2

h

: Tinggi penampang daerah tekan, mm

Jd

: Jarak pusat total gaya tekan kepusat gaya tarik, mm

I

: Momen inersia kolom, mm4


k

: Koefisien retak beton sebesar, 0.62

kc

: Faktor penambah kekuatan beton

ke

: Rasio area effektif yang terlindung

Mn

: Momen lentur murni, Nmm

Mretak : Momen saat pertama retak, Nmm My

: Momen beton setelah baja mengalami leleh, Nmm

Mu

: Momen kolom beton mencapai ultimate, Nmm

n

: Rasio modulator atau angka ekivalen

P

: Gaya tekan aksial kolom, N

P

: Selimut beton, N

r

: Jari-jari sudut siku-siku kolom, mm

Ss

: Gaya tekan tulangan baja, N

Sn

: Jarak antar satu tulangan dengan yang lain? Spasi sengkang, mm

Ts

: Tulangan mengalami tarik, N

y

: Garis netral kolom dalam keadaan seimbang, mm

ydasar

: Garis netral kolom, mm

ytarik

: Jarak total gaya tarik dari serat tekan terluar kolom, mm

ytekan

: Jarak total gaya tekan dari bagian atas kolom, mm

Z

: Parameter kolom beton dengan kekangan

π

: Koefisien; 22/7 atau 3.14

α

: Faktor tegangan rata-rata

α1

: Faktor penambah kekuatan beton terhadap tegangan triaxial

α2

: Faktor reduksi terhadap penjumlahan untuk beberapa deviasi


εc

: Regangan beton

εs

: Regangan tulang yang memiliki tarik

εj

: Regangan jaket FRP

ε50u

: Regangan beton unconfinement lebih dari 0.002 saat tegangannya 0.5 fc’

ε50c

: Regangan beton confinement lebih dari 0.002 saat tegangannya 0.5 fc’

ε50h

: Selesai ε50c dengan ε50u

ε20c

: Regangan beton confinement lebih dari 0.002 saat tegangannya 0.2 fc’

ρ

: Ratio tulangan

γ

: Faktor pusat tekan (centroid)


BAB I

PENDAHULUAN

I.1

UMUM Penggunaan bahan serat yang memperkuat kolom (FRP) secara eksternal

kini sudah diterapkan pada banyak jenis bangunan salah satunya pada bangunan bertingkat. Polimer sebagai perkuatan (FRP) dikenal sebagai bahan yang mampu memberi menahan tarikan, memperbaiki serta meningkatkan kekuatan dari luar kolom struktur beton. FRP merupakan bahan yang sangat baik dalam pengunaannya untuk bentuk kolom. FRP ini pertama kali dikenalkan pada model kolom bulat oleh para ahli konstruksi dari Amerika sebelum tahun 2002. Namun untuk pemakaian pada kolom bujur sangkar belum bisa digunakan sehingga para ahli konstruksi dari Eropa melakukan uji coba untuk kolom tersebut, ternyata hal itu dapat dipakai untuk kolom bujur sangkar hingga pada tahun 2003 produk tersebut dimunculkan. Sebagai contoh, disain ini telah menyediakan kenyamanan untuk kolom berbentuk bulat dengan diselimuti atau dibungkus oleh FRP, tapi kemudian pembuatan aplikasi di uji cobakan untuk kolom bujur sangkar oleh para ahli konstruksi.

r Confined concrete h

b

y x Unconfined concrete

b Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Gambar 1.1 Batas potongan melintang beton Pada prinsipnya kekuatan tambahan ini dapat dipakai jika batasan-batasan yang ada harus diperhatikan, antara lain : •

Specimen pada kolom bujur sangkar terhadap FRP.

•

Kelancipan dari sudut siku potongan melintang kolom bujur sangkar.

•

Radius dari kelenturan specimen pada kekangan sudut sikunya.

Beberapa hal tersebut sangat penting untuk diperhatikan pada saat pemasangan dikarenakan fungsinya sebagai pelapis dari luar yang akan dibebankan terhadap beban yang akan diterima. FRP sebagai perkuatan yang memiliki nilai tarik yang sangat tinggi pada kolom yang ber-confinement, serta berat sendiri yang sangat ringan sehigga pemasangannya sangat mudah dilakukan. P

daerah yang mengalami kekangan

CFRP (tarik)

Confinement (tekan)

P

Gambar 1.2. Kolom dan potongan kolom yang mengalami tekan pada confinement dan FRP mengalami tarik

I.2

LATAR BELAKANG MASALAH


Banyak struktur konstruksi bangunan dinyatakan layak untuk dihuni namun pada kenyataannya bangunan tersebut banyak kekurangannya terutama pada bagian kolomnya hal ini dapat dilihat dari beberapa tahun belakangan ini seperti bencana yang terjadi di Indonesia sehingga para ahli mencari cara untuk mengatasi hal tersebut, terutama yang terjadi pada kolom. Sehingga para ahli mencari solusi dengan membuat metode perkuatan yang bekerja dari luar. Dibuatnya kekuatan tambahan yang dari luar membuat para ahli itu melakukan riset dibeberapa tahun terakhir ini untuk mendapatkan perkuatan tambahan. Perkuatan tambahan biasanya sangat baik untuk model tertentu saja misalnya untuk kolom bulat tapi untuk kolom bujur sangkar kurang baik ini dikarenakan beberapa hal termasuk karena bentuknya yang persegi. Agar bahan tersebut dapat dipakai untuk model kolom bujur sangkar maka dilakukanlah riset untuk jenis kolom ini. Setelah hal itu dilakukan secara terusmenerus maka didapatlah perbandingan-perbandingan yang ada dari hasil percobaan-percobaan yang ada.

I.3

MAKSUD DAN TUJUAN Adapun maksud dan tujuan tulisan tugas akhir ini adalah : 1.

Menyediakan suatu hubungan studi yang parametrik dengan batasan model dengan petunjuk disain.

2.

Menyediakan suatu perbandingan antara parametrik-parametrik pembatasan model dengan petunjuk disain serta nilai-nilai dengan model yang dipakai dengan petunjuk disain dari hasil percobaan yang sudah ada.


3.

Menjelaskan yang mendalam serta kritis terhadap kelemahan dan kekuatan dari model kolom bujur sangkar dengan perkuatan yang terikat secara eksternal oleh FRP.

I.4

PEMBATASAN MASALAH Penulis

akan

membatasi

permasalahan

dengan

tujuan

untuk

menyerderhanakan perhitungan-perhitungan serta pembahasan materi yang lebih detail, pembatasan masalah tersebut antara lain: 1.

Kolom bujur sangkar dengan dimensi 400mm x 400mm yang digunakan adalah beton bertulang seimbang.

2.

Kolom bujur sangkar mengunakan confinement atau tulangan sengkang (tulangan transversal).

3.

Material dasar dari perkuatan-serat polimer yang digunakan adalah carbon (CFRP), dengan ketebalannya specimen CFRP t f = 0,5mm ; 0,7mm

4.

Perkuatan eksternal CFRP dilakukan pada daerah yang paling bahaya seperti ujung atas dan dasar kolom dengan masing-masing lebar CFRP 0,25m dan tinggi kolom (1m) overlap ≥ 200mm.

5.

I.5

Perkuatan eksternal FRP pada kolom satu lapis.

METODE PEMBAHASAN Dalam penulisan tugas akhir ini, materi diambil dengan mengumpulkan

data literature yang ada mengenai data perilaku dari kolom beton bertulang dengan pengunaan material FRP sebagai perkuatan dari luar serta perilaku yang


akan ditimbulkan oleh FRP itu sendiri. Bahan utama pada FRP adalah resin dengan serat carbon yang dibentuk menjadi bahan. Perhitungan-perhitungan dilakukan dengan manual dan bantuan simulasi program komputer dengan mengunakan program Microsoft Excel sebagai desain grafik. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan perbandingan yang signifikan dari hasil perhitungan yang ada.

1.6

SISTEMATIKA PEMBAHASAN Penulisan tugas akhir ini dilakukan dengan sistematika pembahasan

sebagai berikut : BAB I

PENDAHULUAN Uraian mengenai hal umum tentang penulisan tugas akhir, latar belakang masalah, maksud dan tujuan, pembatasan masalah, metode pembahasan dan sistematika pembahasan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA Uraian singkat tentang alternatif peningkatan/perbaikan kekuatan struktur, komposisi FRP, pengunaan FRP yang ada dipasaran, alasan penggunaan FRP, fungsi FRP, investigasi, evaluasi, metode perbaikan, struktur bangunan yang mengunakan FRP, bentuk dan tipe FRP, aplikasi FRP terhadap bangunan, pekerjaan dan pemasangan FRP pada kolom, perumusan CFRP pada kolom.

BAB III

ANALISIS CONFINEMENT dan FRP KOLOM Uraian singkat tentang perbaikan kolom dengan mengunakan alternatif terhadap kekauatan kolom, pembahasan kekuatan tekan beton, pembahasan kekuatan tarik beton, analisa kolom beton tanpa confinement,

kolom

beton

bertulang

berdasarkan

ukuran,


pendekatan yang digunakan, conmfinement, kolom beton dengan confinement, analisa kolom beton bertulang dengan Confinement dan FRP, tegangan regangan dan kegagalan beton bertulang tanpa confinement.

BAB IV

ANALISA PERHITUNGAN Perhitungan momen pada saat beton mengalami retak, tulangan baja mengalami leleh/ultimate, menghitung beban axial dan momen lentur pada kolom beton unconfinement. Perhitungan beban axial dan momen lentur pada kolom confinement. Perhitungan peningkatan kekuatan beton akibat pemakaian CFRP, beban axial, dan momen lentur pada confinement dan CFRP serta peningkatan dan penurunan perbandingan kolom yang Confined dengan Unconfined.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini diuraikan kesimpulan-kesimpulan yang diambil dari serangkaian pembahasan dan perhitungan yang telah dilakukan, serta saran-saran yang mungkin diterapkan lebih lanjut.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

UMUM Perkembangan teknologi beton pada saat sekarang ini, membuat

konstruksi beton semakin banyak dipilih sebagai bahan konstruksi. Konstruksi dari beton banyak memiliki keuntungan selain bahannya sangat mudah diperoleh, juga memiliki beberapa keuntungan antara lain harganya relatif lebih murah, mempunyai kekuatan tekan tinggi, mudah dalam pengangkutan dan pembentukan, serta mudah perawatannya, sehingga banyak bangunan –bangunan yang didirikan memilih konstruksi yang terbuat dari beton sebagai bahan materialnya. Pemilihan beton sebagai konstruksi telah membuat para ahli beton menciptakan bahan tambahan (admixture) bagi beton. Bahan tambahan (admixture) merupakan bahan yang dianggap penting, terutama untuk konstruksi pada saat sekarang ini yang membutuhkan segala sesuatu yang serba praktis, efisien dan ekonomis, tanpa mengurangi mutu dari beton tersebut. Penggunaan bahan tambahan tersebut dimaksudkan untuk memperbaiki dan menambah sifat beton sesuai dengan sifat beton yang diinginkan. Penggunaan bahan tambahan pada konstruksi belakangan ini telah berkembang dengan pesat seiring dengan pesatnya pembangunan di bidang konstruksi. Banyak penemuan baru yang dapat menggantikan cara-cara konvensional seperti dibidang perkuatan struktur, dimana telah ditemukan metode dan sistem yang semakin mudah diaplikasikan serta hanya sedikit pertambahan dimensi dari struktur, sehingga tetap terjaga keindahan dari konstruksi tersebut


Gempa bumi merupakan salah satu penyebab kerusakan bangunan pemakaian struktur dengan berbagai fungsi dan kombinasi beban tergolong rentan, baik terhadap perubahan fungsi yang mengakibatkan pertambahan beban yang dipikul, maupun kemungkinan terjadinya kesalahan perhitungan pada saat perencanaan. Untuk mempertahankan dan meningkatkan kekuatan (strengthening) fungsi struktur tersebut, terutama struktur yang menahan beban aksial tekan dan momen lentur. Ada beberapa cara yang lazim digunakan antara lain: 1. Dengan cara memberi penyelubungan pada struktur tersebut atau dikenal dengan metode Penyelubungan (Jacketing Methods) misalnya FRP (Fiber Reinforced Plastic) sebagai bahan kompositnya. 2. Memperpendek tinggi dari struktur dengan konstruksi beton. 3. Memperbesar dimensi pada konstruksi beton. 4. Dengan menambah jumlah tulangan pada kolom dan memperbesar dimensi kolom beton tersebut atau dikenal dengan metode penulangan luar (Extemally Reinforcement). 5. Atau struktur tersebut harus dibongkar dan diganti dengan baru. Perkuatan (strengthening) merupakan suatu kegiatan yang bertujuan meningkatkan perilaku komponen atau struktur agar menjadi lebih kuat dibanding sebelumnya.

Pada

penelitian

untuk

perkuatan

(strengthening)

dalam

mempertahankan fungsi struktur dilakukan dengan menggunakan Carbon Fiber Reinforced Polimer (CFRP) dengan konsep dan metode perbaikan/perkuatan lentur beton bertulang khususnya kolom yang diakibatkan oleh gempa beserta keuntungan dan kerugiannya. Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

2.2

FIBER REINFORCED POLIMER FRP merupakan suatu material komposit yang digunakan dalam konstruksi

sipil. Bahan ini menggabungkan polimer resin, filler dan fiber. Resin yang digunakan adalah polyester, vinylester atau epoxy dan filler yang digunakan adalah kaolin clay, calcium carbonate dan alumina. Sedangkan fiber terdiri dari beberapa jenis seperti glass, carbon, dan aramide.

Gambar 2.1: Model kurva tegangan lekat-slip tulangan FRP (Caibal, R.J, 2003)

Gambar 2.2: Tipe tulangan FRP yang sering digunakan (Roberts, C.L., 2006) Material komposit punya beberapa kelebihan seperti berkekuatan tinggi, ringan dan punya daya tahan yang tinggi (BRE and Trennd:2000). Selain itu FRP juga bahan non korosi, netral terhadap gaya magnet jika dibandingkan terhadap Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

baja, FRP punya kuat tarik lebih besar, modulus elastisitas kecil dan hubungan tegangan-regangan adalah elastis. FRP terdiri dari beberapa jenis seperti bar, wrap, grid dan strip. Untuk struktur baru digunakan FRP bar sebagai pengganti baja tulangan. FRP dengan jenis wrap lebih banyak dipakai pada kolom sedangkan jenis sheet atau strip biasa digunakan pada balok, pelat dan kolom.

Gambar 2.3: Jenis-jenis FRP di Jepang (UEDA, T., 2004) FRP dengan jenis grid digunakan untuk perkuatan pelat. Pengembangan penggunaan FRP pada rekayasa sipil terdiri dari dua bagian, pertama untuk rehabilitasi dan perbaikan struktur dan kedua untuk pembuatan konstruksi baru yang sepenuhnya menggunakan FRP ataupun komposit dengan beton. Penggunaan FRP dalam perkuatan struktur antara lain pada balok, pelat, jembatan, kolom (BRE and Trend 2000). Menurut BRE and Trend 2000 ltd terdapat beberapa keuntungan menggunakan FRP sebagai bahan perkuatan struktur antara lain: 1. Teknik yang digunakan dalam pemasangan tidak mengganggu penggunaan struktur oleh pihak lain. 2. Meningkatkan kapasitas struktur dengan penambahan berat struktur sendiri adalah minimum. 3. Teknik yang digunakan relatif cepat, meminimalkan waktu bekerja. Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

4. Material FRP lebih tipis dan lebih ringan daripada menggunakan perkuatan dari baja. Keuntungan FRP sebagai tulangan menurut Carin L. Robert dan Wallman yaitu : 1. Tulangan FRP tidak berkarat 2. Tulangan FRP sangat ringan 3. Memiliki kekuatan yang tinggi. Kentungan pemakaian FRP menurut Hartono dan Santosa, 2003 antara lain: 1. Kuat tarik sangat tinggi ( +7-10 kali lebih tinggi dari baja U39 ) 2. Sangat ringan ( density: 1,4 – 2,4 gr/cm+, 4-6 kali lebih ringan dari baja ) 3. Pelaksanaan sangat mudah dan cepat 4. Memungkinkan tidak perlu penutupan lalu lintas 5. Tidak perlu area kerja yang luas 6. Tidak diperlukan join meskipun bentang yang diperekat cukup panjang 7. Tidak berkarat Namun demikian perlu juga diperhatikan kelemahan – kelemahan pemakaian bahan ini, antara lain kurang tahan teradap suhu tinggi. Dengan suhu sekitar 700C bahan perekat epoxy resin akan berubah dari kondisi keras menjadi lunak, bersifat plastis sehingga daya lekatnya akan menurun. Selain itu bahan ini juga tidak tahan terhadap sinar ultra violet. Untuk mengatasi kelemahan ini perlu dilakukan proteksi, misalnya pelapisan atau penutupan dengan mortar. Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) merupakan salah satu jenis Fiber Reinforced Polimer (FRP). Carbon Fiber Reinforced Polymer ( CFRP ) merupakan sejenis plat baja tipis yang didalamnya terdapat serat – serat carbon Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

dan fiber. Carbon Fiber Reinforced Polymer digunakan pada konstruksi struktur bangunan yang sudah ada. Pemakaian CFRP pada suatu konstruksi biasanya disebabkan oleh beberapa hal yaitu: •

Terjadinya kesalahan pada perencanaan.

•

Adanya kerusakan – kerusakan dari bagian struktur sehingga dikhawatirkan tidak berfungsi sesuai dengan yang diharapkan.

•

Adanya perubaan fungsi pada sistem struktur dan adanya penambahan beban yang melebihi beban rencana.

Perkuatan tambahan ini telah banyak digunakan diberbagai belahan dunia. Selain digunakan sebagai perkuatan tambahan untuk jembatan, juga digunakan pada gedung – gedung seperti pelat lantai, balok dan kolom hal ini hanya biasa diaplikasikan pada kolom yang bundar dan lain sebagainya. Disamping karena bahan tambahan ini lebih efektif, juga disebabkan karena keuntungannya lebih dari sistem perkuatan lainnya. Beberapa aplikasi dari CFRP pada proyek – proyek konstruksi di berbagai negara dapat dilihat dalam table, yaitu: Tabel 2.1: Aplikasi Penggunaan Carbon Fiber Reinforced Polimer ( CFRP ) Negara Argentina Australia Australia

Australia Austria Austria Austria

Proyek Metro Red Boiler House West end Shopping Mall Te Glen Sopping Centre IBM Building Bregenzerac Bridge A10 Tauernautobahn

Jumlah Kontraktor Utama 500m2 Caputo S.A 500m Kane Constructions 180m AB & MA Cick Pty Ltd

300m

Constuction Engineering

1174m 1100m 8500m

IBM Hembau Gesmbh Strabag AG


Hongkong

Six bayan Temple

2800m2

Guangzhou Province No. 1 Construction

Qatar Singapore

Qafco Prill tower Main Upgrading Project Frtolay Turkey PETKIM Highway M11 Bridge West Burton Leaden Hall Market

3600m 5500m2

Apollo Hong Lai Huat Construction

1000m2 2500m 1400m2 1600m2 400m2

Detay Construction Co Ken Engineering Balvac Bierrum Rusview

Turkey Turkey UK UK UK

2.3

PENGGUNAAN FRP YANG ADA DI PASARAN Adapun penggunaan FRP yang di Indonesia merupakan bahan perkuatan

yang telah digunakan luas diberbagai negara seperti Inggris, Afrika Selatan, Jepang, Swiss dan Perancis untuk digunakan sebagai perkuatan pada gedung dan jembatan. Pembagian tipe kekuatan FRP berdasarkan angka modulus elastisitasnya, angka modulus elastisitasnya terdiri dari tiga tipe yaitu: 1. High strengh 2. High modulus 3. Ultra high modulus Spesipikasi dari masing-masing tipe FRP ini dapat dilihat pada Tabel yang terdapat dibawah ini:


Tabel.2.2: Tipe dan Spesifikasi FRP Carbon High strengh

Kuat Tarik (N/mm2) 4300-4900

Modulus Elastis (N/mm2) 3100

Elongasi (%) 155000

High modulus

2740-5490

2400

210000

Ultra high modulus

2600-4020

1600

300000

dan sebagai perencana untuk perbaikan/perkuatan Struktur berikut ini akan uraikan FRP yang tersedia dipasaran termasuk kemampuan material FRP dan Epoxy adhesives agar penggunaannya dapat di lakukan dengan efisien dan tepat guna. Tabel.2.3: Material perkuatan/perbaikan yang tersedia Suplier DML Composites

Trade name DML Composites

Du Pont de Nemours Int. S.A

Kevlar structural ReinforCement Systems Selfix Cabofibe

Exchem

Feb MBT Sumitomo Corporation Europa# SBD

Sika

Toray Europe Ltd. *

In association with Du Pont.

Mbrace Mbrace Kevlar* Replark Enforce

Sika CarboDur SikaWrap Hex 230C SikaWrap Hex 100G Torayca UT70 #

Type of material Cabon FRP plate Carbon fibre sheet Glass fibre sheet Aramid fibre sheet Aramid fibre tape or sheet Aramid FRP sheet Carbon FRP plate Carbon fibre sheet Aramid fibre seet Glass fibre sheet Carbon fibre sheet Carbon FRP plate Aramid fibre tape and sheet Carbon fibre prepeg Carbon FRP plate Carbon fibre sheet Glass fibre sheet Aramid fibre tape and sheet Carbon FRP plate Carbon fibre sheet Glass fibre sheet Carbon fibre sheet

Agent for Mitsubishi Chemicals


Table.2.4: Properti dari material FRP berbentuk plate Trade name DML Composites Enforce MBrace LM MBrace HM Selfix Carbofibe S Selfix Carbofibe M Selfix Carbofibe H Sika Carbodur S Sika Carbodur M Sika Carbodur H

Strength (N/mm2) 2100 1400 2200-2500 2200-2500 >2200 >2200 2800 3200 1600 3050 2900 1450

Modulus (kN/mm2) 140 360 165 210 150 200 150 200 280 165 210 300

Thickness (mm) Up to 30 Up to 30 1.2, 1.4, 2.1 1.2, 1.4, 2.1 1.2, 1.4 1.4 1.2, 1.4 1.2, 1.4 1.2, 1.4 1.2, 1.4 1.4 1.4

Width (mm) Up to 1400 Up to 1400 10,50,80,90,100,120 50,80,90,100,120,150 50,80,100,120 50,80,100,120,150,200 50,80,120 50,80,120 50,80,120 50,60,80,90,100,120,15 0 60,90,100 50

Note: properti ini diambil dari pabrik dan telah dikoreksi pada saat publikasi (summer 2000). Untuk mendesign properti actual harus diperoleh dari pabrikan. Karena Metode test yang bervariasi, informasi yang diperoleh harus detail (contoh:frekuEnsi test, standar deviasi). Tabel.2.5: Properti dari material FRP berbentuk lembaran Trade name

Fibre

Strength (kN/mm2)

Modulus (kN/mm2)

DML ComPosites

Carbon Glass Aramid

4900 3400 2800

230 70 115

Enforce

Carbon Carbon Glass Aramid Aramid

3900 2650 1700 2900 2100

Replark

Carbon Carbon Glass Carbon Carbon Carbon

Selfix CarbofibeE Selfix

Glass Carbon Aramid

Kevlar#Structural Reinforcement System Mbrace Tow Sheet

Effective thickness* (mm2)

240 640 65 120 120

Areal Weight (g/m2) 150,300,9 00 200,250 to 1200 200,300 200 400 350 290,420 280,420

Widhth (mm)

0,117 0,235 0,135 0.2,0,29 0.193,0.28 6

300 300 680 300 100,300,5 00

3550 3000 1550 3400 2900 1900

235 380 74 230 390 640

300 300 915 200 300 300

0.11,0.165 0.165 0.118 0.110.167 0.165 0.143

1099+ 1417+ 1086+

42+ 120+ 61+

432 300 240

0.167 0.167 0.167

500 500 500 250,330,5 00 250,330,5 00 250,330,5 00 150,300 150,300 150,300

300,500,1 500 350,500 340


CarbofibeC SelfixCabofibe AR SikaWrap Hex 230C SikaWrap Hex 100G Torayca UT7020 Torayca UT7030

Carbon Glass

3500 2250

230 70

230 840

Carbon Carbon

4090 4220

230 235

200 300

610 1270

0.111 0.167

100,250,5 00,1000 100,250,5 00,1000

Notes: #

kecuali untuk hal ini, property untuk fibre kering.Nilai-nilai yang dimuat hanya yang diindikasi.Perhatikan juga Note pada tabel 2.5

*

Ketebalan efektif adalah area total Cross-sectional dari fiber yang dibagi lebar lembaran

+

Hasil normalisasi 55% volume menggunakan resin Selfix Carbofibe laminating

Tabel.2.6: Properti dari perekat epoxy (epoxy adhesives) Property

Exchem Resifix 31

Tensile strength (N/mm2)

24

Flexual strength (N/mm2 )

55

Shear strength (N/mm2)

22

Flexural modulus(kN/mm2)

6.5

Shear modulus (kN/mm2)

3.8

Glass transition temperature Tg (0C)

60

Supplier and Trade Name MBT SBD MBrace Epoxy Plus Laminate adhesive 30 19 100

Sika Sikadur

30

35 18

3.5

9.8

12.8

56

60,80

62

Note: Lihat note pada tabel 2.6


Tabel. 2.7: Properti dari resin pelapis (laminating resins) MBT

SBD

Suplier DML Composites

Sika

Sumitomo

Tensile strength (N/mm2)

50

17

81

30

29

Flexural strength (N/mm2)

120

28

Flexural Modulus(kN/mm2)

3

5

Glass transition temperature

55

60,80

59

53

55

Property

Tg (0C)

2.4

ALASAN PENGGUNAAN CFRP Carbon fiber lebih baik digunakan dibanding aramid fiber dan glass fiber.

Dilihat dari kekuatan dan elastisitasnya yang jauh lebih bagus dari kedua bahan lain. Ini dapat dilihat dari tabel, yaitu : Tabel 2.8: Perbandingan performance FRP Performance Carbon Aramid Glass Alkaline Resistant Good Good Bad UV Resistant Yes No yes Electrical Conductivity Yes No No Compressive vs tensile Strength Close to Lower Close to Elastic Modulus vs Steel Similar Lower Lower 0 0 Melting Point 650 C 200 C 1000 0 C Creep Rupture Best Moderate Bad Banyak alasan mengapa diperlukan kekuatan tambahan untuk struktur beton bertulang, yaitu: •

Kapasitas beban hidup bertambah, seperti pada jembatan yang selalu menerima beban pada kendaraan atau gedung yang dulunya dijadikan tempat tinggal kemudian diganti untuk kepentingan umum.

•

Melakukan penambahan kebutuhan bangunan diluar dari desain yang dibuat atau kesalahan dalam merancang.


•

Memperbaiki kekuatan terhadap gempa, yang mana memberikan lapisan tambahan terhadap beton akibat tegangan, atau penambahan secara terus – menerus diantara lapisan.

•

Menganti perkuatan atau menambah zat paska perkuatan, seperti dampak dari kerusakan atau menutup (menghilangkan) korosi. Dari semua kasus tersebut penambahan perkuatan pada bangunan

dilakukan pada bagian bangunan yang menerima beban hidup karena hal itu sangat membantu dalam kelangsungan bangunan.

2.5

FUNGSI CFRP Pada penggunaannya, CFRP fungsinya adalah : •

Meningkatkan kekuatan kompresi dari kolom sirkular.

•

Meningkatkan kekuatan geser total kolom beton.

•

Meningkatkan kekuatan flextural dari kolom beton.

•

Menutup kondisi kolom yang sudah mengalami retak, retak sebelum diberikan bahan ini.

Gambar 2.4 : Kolom yang rusak, retak.


2.6

PEKERJAAN SEBELUM DILAKUKAN PEMASANGAN Dalam mendapatkan hasil yang maksimal untuk perkuatan struktur pada

suatu konstruksi ada hal yang harus dilakukan, yaitu: 2.6.1 INVESTIGASI Tujuan dari investigasi adalah : •

Mendapatkan gambaran yang lengkap dari lokasi dan besarnya kerusakan yang terjadi serta kemungkinan penyebabnya.

•

Memperoleh data-data struktur yang baik pada dimensi struktur; data material maupun data beban (mutu beton, mutu dan jumlah tulangan serta beban yang bekerja).

•

Mengetahui kondisi lingkungan pada sekitar struktur yang ada. Data-data di atas dijadikan sebagai evaluasi, karena tanpa data-data yang

benar dan akurat, maka rekomendasi perbaikan atau perkuatan hasil evaluasi akan tidak tepat serta tidak tercapai sasaran, maka itu diperlukan data-data yang benarbenar dari hasil investigasi hal ini dilakukan untuk mempermudah dan menunjang tahapan evaluasi yang akan dilakukan selanjutnya. Untuk mencapai tujuan di atas, maka harus dilakukan ; •

Pengamatan secara visual (melakukan mapping disekitar kerusakan, dimensi dari struktur beton dll).

•

Memeriksa dokumen-dokumen yang ada, baik dokumen perencanaan, pelaksanaan, operasional maupun perawatan.

•

Melakukan

testing-testing

non

destruktif

yang

diperlukan

untuk

melengkapi data-data investigasi.


Pada saat melakukan pengamatan secara visual, beberapa jenis kerusakan didapat adalah sebagai berikut : •

Keretakan non struktur dan struktur.

•

Keropos (honeycomb).

•

Karat.

•

Lepasnya bagian beton (spalling).

•

Penurunan.

Penyebab kerusakan-kerusakan pada struktur bangunan, bisa diakibatkan oleh : •

Kesalahan dalam perencanaan.

•

Kesalahan dalam pemilihan material.

•

Kesalahan pelaksanaan.

•

Pengaruh lingkungan sekitar (tempratur, kimia, beban dll). Investigasi merupakan awal dari tahapan perbaikan atau perkuatan yang

akan dilakukan dan merupakan tahapan yang sangat penting dalam menunjang dan mempermudah untuk melakukan evaluasi yang tepat, maka harus diusahakan untuk mendapatkan data-data yang maksimal.

2.6.2 EVALUASI Setelah mendapatkan data-data dari hasil investigasi, maka dilakukan evaluasi untuk menentukan tindakan-tindakan apa yang akan diambil. •

Penurunan kapasitas struktur (menurunkan beban operasional).

•

Melakukan perbaikan.

•

Melakukan perkuatan.

•

Melakukan pembongkaran.


Didalam menentukan salah satu tindakan di atas, maka harus dipertimbangkan beberapa aspek yaitu : •

Masa layan struktur.

•

Kebutuhan struktur.

•

Keselamatan umum.

•

Batasan-batasan yang ada apabila dilakukan perbaikan atau perkuatan, misalnya waktu, biaya, keindahan dan kemudahan pelaksana. Apabila ditentukan tindakan perbaikan atau perkuatan, maka evaluasi yang

dilakukan selanjutnya adalah menentukan metode dan material perbaikan atau perkuatan.

2.6.3 METODE PERBAIKAN Beberapa pertimbangan yang menjadi dasar penentuan metode perbaikan yang akan digunakan adalah : •

Jenis kerusakan.

•

Besar dan luasnya kerusakan yang terjadi.

•

Peralatan yang tersedia.

•

Kemampuan tenaga pelaksana.

•

Keterbatasan ruang kerja.

•

Kemudahan pelaksana.

•

Waktu pelaksanaan.

•

Biaya perbaikan.


Metode perbaikan yang umumnya dilakukan adalah : a. Patching Metode perbaikan ini adalah metode perbaikan konvensional, dimana kedalaman kerusakan tidak terlalu dalam (kurang dari selimut beton). Pada metode perbaikan ini, yang perlu diperhatikan adalah penekanan pada saat mortar ditempelkan; sehingga benar-benar didapatkan hasil yang padat. Material yang digunakan harus memiliki sifat mudah dikerjakan dan tidak jatuh setelah terpasang (lihat maksimum ketebalan yang dapat dipasang tiap lapis). b. Grouting Metode perbaikan ini umumnya dilakukan apabila kerusakan melebihi selimut beton. Metode grouting ini dapat dilakukan secara manual (gravitasi) atau mengunakan pompa. Pada metode perbaikan ini yang perlu diperhatikan adalah bekisting yang terpasang harus benar-benar kedap, agar tidak ada kebocoran spesi yang mengakibatkan terjadinya keropos. Material yang digunakan harus memiliki sifat mengalir dan tidak susut. c. Shotcrete (Beton Tembak) Metode perbaikan ini umumnya digunakan untuk kerusakan yang sangat luas, dimana metode patching ataupun grouting sudah tidak efektif lagi. Dan pada metode ini tidak diperlukan bekisting lagi seperti halnya pengecoran pada umumnya. Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Metode shotcrete ada dua system yaitu dry-mix dan wet-mix. Pada sistim dry-mix, campuran yang dimasukan dalam mesin berupa campuran kering, dan akan tercampur dengan air di ujung selang. Sehingga mutu dari beton yang ditembakan sangat tergantung pada keahlian tenaga yang memegang selang, yang mengatur jumlah air. Tapi sistim ini sangat mudah dalam perawatan mesin shotcrete, karena tidak pernah terjadi ‘blocking’. Pada sistim wet-mix, campuran yang dimasukan dalam mesin berupa campuran basah, sehingga mutu beton ditembakan lebih seragam. Tapi sistim ini memerlukan perawatan mesin tinggi, apalagi bila sampai terjadi ‘blocking’. Pada

metode

shotcrete,

umumnya

digunakan

additive

untuk

mempercepat pengeringan (accelerator), dengan tujuan mempercepat pengerasan dan mengurangi terjadinya banyaknya bahan yang terpantul dan jatuh (rebound). d. Injection Metode ini umumnya digunakan untuk kerusakan yang berupa keretakan. Dalam proses perbaikan dengan metode ini dapat digunakan alat manual ataupun mesin bertekanan. Material yang digunakan harus mempunyai viskositas yang rendah, sehingga mampu mengisi keretakan. e. Coating Metode ini berupa pemberian lapisan pada permukaan beton, dengan tujuan melindungi beton dari serangan bahan kimia ataupun air laut; Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

biasanya digunakan pada waktu struktur didaerah laut atau struktur yang berada dilingkungan aggressif.

2.7

STRUKTUR BANGUNAN YANG MENGGUNAKAN CFRP CFRP pada umumnya digunakan pada perkuatan :

2.8

•

Lentur pada balok dan plat, bagian tumpuan maupun lapangan.

•

Geser pada balok dan kolom

•

Axial pada kolom

•

Lentur pada dinding (dinding penahan, silo dll)

BENTUK DAN TIPE FRP Bentuk FRP yang sering digunakan pada perkuatan struktur adalah :

•

Plat / composite

•

Fabric / Wrap

Bentuk plat lebih efektif dan efisien untuk perkuatan lentur baik pada balok maupun plat serta pada dinding; sedangkan bentuk wrap lebih efektif dan efesien untuk perkuatan geser pada balok serta untuk meningkatkan kapasitas beban axial dan geser pada kolom.

2.9

APLIKASI FRP TERHADAP BANGUNAN Penggunaan FRP kini telah banyak digunakan oleh bangunan-bangunan

seperti jembatan, gedung-gedung (mall, pencakar langit, apartemen dst), stadion, rumah tinggal dan lain-lain. Di Inggris terdapat 150 lebih struktur bangunan mengunakan bahan ini sebagai bahan yang memperkuat struktur bangunan, data Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

diambil pada tahun 2000. Karena bahannya yang kuat, sederhana dan tidak mencemari lingkungan maka bahan ini banyak dipakai. Berikut jenis contoh bangunan yang mengunakan bahan ini, tabel 2.1. Kolom bangunan yang mengunakan bahan ini, yaitu : a.

Kolom gedung Berbeda halnya pada balok dan pelat, dikolom FRP digunakan untuk

memikul beban axial. FRP diletakan sebagai wrap pada kolom atau sebagai pembungkus yang melingkari seluruh kolom hingga membuat kolom menjadi tertutup rapat dari bawah hingga atas kolom. FRP kolom merupakan perpaduan antara fiber karbon dengan resin. Bahan ini sangat baik digunakan pada kolom yang berbentuk bulat atau melingkar dibanding dengan kolom yang berbentuk bujur sangkar. Selain karena bentuknya yang tidak perlu dibentuk dengan sudut-sudut tertentu pada kolom bulat, material ini juga lebih rapat dan kuat ketika dipasangkan ke kolom melingkar. Hal tersebut mudah untuk dilakukan dikarenakan sewaktu melakukan pemasangan hanya diperlukan tinggi dan diameter kolom saja, sebagai gambaran sebelum dilakukan pemasangan. Bahan ini sudah banyak membantu dalam perkembangan struktur bangunan terutama pada kolom seperti yang di Amerika dan di Jepang. Bahan ini sudah banyak membantu bagi kemajuan negara tersebut, dan hal ini juga dibuktikan dengan mengembangakan CFRP ini sebagai bahan yang mampu memberi nilai lebih misalnya pada negara Jepang yang merupakan negara yang memiliki seismic yang tinggi dan negara Amerika yang sering terjadi peristiwa alam. Sebuah metode besar juga mulai dikembangkan dimana universitas yang Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

ada di negara Eropa mulai mengunakan bahan ini sebagai kekuatan tambahan dari luar terhadap bangunannya seperti di Universitas Southampton, Inggris.

b.

Kolom jembatan Dalam bagian ini pekerjaan dilakukan secara berkelompok saat material

ini digunakan. Material pada umumnya dikerjakan dengan mengunakan tangan. Untuk mesin digunakan pada material yang lebih luas dan yang banyak jumlah strukturnya seperti kolom jembatan. Sebelum dilakukan pemasangan pada kolom ada baiknya terlebih dahulu dipasang kait penjepit pada sekitar yang mau diletakan FRP dan disekitar lingkaran kolom pada bagian atas kolom. Mesin pada pengunaannya dapat menjangkau sekitar kolom, seperti ukuran yang terlalu tebal pada waktu pemasangan fiber.

2.10

PEKERJAAN DAN PEMASANGAN FRP PADA KOLOM Sebelum dilakukan pemasangan material komposit (FRP) ini perlu adanya

dilakukan koreksi. Selain karena perlu adanya koreksi, juga perlu dilakukan peninjauan terhadap kebutuhan pada waktu pemasangan seperti perlengkapan yang akan dipakai pada pemasangan agar keselamatan dan kenyamanan pada waktu pemasangan dapat terjamin.

2.10.1 PEKERJAAN PADA FRP Semua peralatan yang digunakan dalam pengabungan dan pengerjaan pada pemasangan FRP serta material harus dijaga kebersihan dan perawatannya


sehingga mendapatkan hasil yang baik. Pengerjaan semuanya dilakukan dengan bantuan alat. Pengerjaan dan pengaplikasian untuk mengabungkan bahan dalam membentuk selubung FRP ini harus sesuai dengan instruksi pabrik hal tersebut dapat dilihat dari panduan yang diberikan oleh perusahaan tersebut. Jumlah material pencampuran dilakukan hanya sekali saja tidak boleh melebihi jumlah yang ditentukan, seperti volume yang terlalu banyak hal ini dapat mempengaruhi tingginya temparatur pada waktu dilakukan pencampuran sehingga dapat merusak struktur pencampuran. Resin atau perekat terlebih dahulu diaduk agar struktur perekat tersebut merata kemudian resin dioleskan kepada permukaan kolom. Resin atau perekat tersebut berfungsi untuk menyatukan wrap CFRP dengan kolom beton. Bahan ini memiliki daya rekat yang kuat terhadap geser dan mampu memberikan rekatan terhadap CFRP akibat beban anaksial yang besar. Resin yang digunakan adalah epoxy dengan ketebalan olesan berkisar antara 1,5-2,0mm dengan mengunakan roller dan ukuran ini cukup ideal untuk dibuat. Jenis perekat ini tidak bersifat permanen atau mudah untuk dilepaskan dengan mengunakan scrab dan bahan pelarut.

Gambar 2.5 : Mengolesi Resin atau perekat (epoxy) pada permukaan kolom mengunakan Roller atau kuas silinder Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

2.10.2 PEMASANGAN FRP PADA KOLOM Sebelum dipasangkan ke kolom wrap CFRP ini terlebih dahulu dipotong dengan mengunakan alat pemotong. Alat pemotong material ini cukup sederhana, hanya dengan mengunakan gunting pemotong fiber atau dalam skala yang besar dengan mengunakan mesin pemotong fiber. Setelah dilakukan pemotongan pada fiber untuk mendapatkan ukuran yang tepat pada kolom, material tersebut kemudian dipasangkan ke kolom dengan konvensional atau dengan mesin untuk daerah kolom yang lebih besar dan luas.

Gambar 2.6 : Pemasangan CFRP pada daerah paling berbahaya yang sudah diolesi resin atau perekat (epoxy) Agar bahan tersebut terekat dengan erat antara FRP tersebut dengan permukaan beton maka dipakai epoxy. Epoxy merupakan bahan perekat yang sangat kuat. Untuk jenis perekat ini ada dua macam dalam pemasangannya, yaitu: •

‘Dry system’ (FRP tidak perlu dijenuhkan dulu dengan epoxy)

•

‘Wet system’ (FRP harus dijenuhkan dulu dengan Epoxy mesin saturator)

Untuk menentukan sistim mana yang akan digunakan, tergantung dari banyaknya fiber per m 2 . Pada umumnya FRP dengan banyaknya fiber kurang dari 300 gr/m 2 menggunakan ‘dry sistem’ dan sebaliknya menggunakan ‘wet sistem’.


Gambar 2.7 : Mesin alat pemasang CFRP kolom bulat 2.11

PERUMUSAN CFRP PADA KOLOM

Perumusan Tegangan – Regangan CFRP pada kolom Bagian struktur beton akan mengalami reduksi saat memikul beban aksial yang besar, karena regangan pada beton mencapai batas ultimate 0,003. Untuk menghindari terjadinya deformasi lateral yang dapat mengakibatkan reduksi pada beton maka digunakan CFRP sebagai bahan yang dapat menahan gaya regangan tersebut. Selain mampu menambah kekuatan menahan gaya regangan pada kolom beton, bahan ini juga mampu melakukan ikatan terhadap kolom beton tersebut, sehingga akan membuat kolom beton dan CFRP akan menjadi linier dan bertambah kaku. Pada area beton yang terlindungi oleh CFRP dapat bertambah kekuatan tekannya terhadap beban yang akan dipikul. Rumus yang digunakan dalam perhitungan kekuatan CFRP adalah : Fcc ' = f c ' [1 + k e (k c − 1)] ………………………………………………...(2.1) Dimana k e adalah rasio area effektif yang terlindung (persamaan 2.2 ), sedang k c adalah faktor penambahan kekuatan beton (persamaan 2.3 ) ke =

[bh − (4r

2

)]

− πr 2 − 1 3(b − 2r ) − 1 3(h − 2r ) …………………..(2.2) bh − 4r 2 − πr 2 2

(

2

)


k c = α 1α 2 ……………………………………………………………...(2.3) Dimana b dan h dimensi sisi luar potongan melintang kolom; r adalah radius pada keliling sudut; α 1 adalah faktor penambah kekuatan beton terhadap tegangan triaxial pada batas-batas tegangan (lihat persamaan 2.4); dan α 2 adalah faktor reduksi terhadap penjumlahan untuk beberapa deviasi (persamaan 2.5 ); 

α 1 = 1,251,8 1 + 7,94 

 f  f α 2 = 1,4 l − 0,6 l  Fl  Fl

 Fl F − 1,6 l − 1 ……………………………….(2.4) fc ' f c ' 

2  F   − 0,8 l + 1 ……………………………….(2.5)  f c ' 

Dimana Fl dan f l adalah maksimum dan minimum yang mengikat tegangan lateral. Penahan tegangan lateral pada jaket FRP f l , j dapat dihitung pada sumbu x dan y pada potongan melintang (perhatikan gambar )

r

h

y

Confined concrete

x Unconfined concrete

b Gambar 2.9 : Panjang dan lebar confinement tertekan sedangkan sudut confinement tertarik.

f l , jx = 2

tj h

f j …………………………………………………………..(2.6)


f l , jy = 2

tj b

f j …………………………………………………………..(2.7)

Dimana t j adalah ketebalan pada jaket FRP dan f j adalah tegangan pada sisi dalam jaket FRP, yang dapat didefenisikan sebagai berikut : f j = E j ε t ……………………………………………………………...(2.8)

Dimana ε t adalah regangan pada potongan melintang pada FRP. Untuk mencari nilai dari Fl sama halnya dengan mencari nilai dari f l yang merupakan tegangan lateralnya.


BAB III

ANALISIS CONFINEMENT dan CFRP KOLOM

3.1.

UMUM Sebagai bahan konstruksi, beton bertulang termasuk bahan yang paling

banyak digunakan dalam pembangunan struktur dewasa ini. Dari segi material, pembuatan dan perakitan tulangan, pengecoran dan biaya, beton relative mudah dan murah. Kekuatan dari struktur kolom beton bergantung pada mutu beton (mix design), proses perakitan tulangan, pengecoran, pemadatan dan perawatan setelah pengecoran (curing). Pada tahap perencanaan, structural engineer mengunakan mutu beton yang diperoleh berdasarkan hasil dari uji kuat tekan beton dengan menggunakan moulding (silinder beton) yang diisi adukan beton. Sehingga mutu yang diperoleh dari hasil uji kuat tekan beton merupakan mutu beton tanpa tulangan (plain concrete). Sedangkan praktek di lapangan, struktur beton mengunakan tulangan, baik tulangan longitudinal yang berfungsi menahan lentur maupun tulangan tranversal (stirrup) yang menahan geser. Dalam kondisi ultimate banyak faktor yang dapat menyebabkan mutu beton tidak mencukupi dan hal ini dapat menyebabkan kerusakan dan keruntuhan pada struktur beton, sehingga pembongkaran/perbaikan struktur beton perlu dilakukan. Pembongkaran dan pembuatan struktur baru, memerlukan waktu yang cukup lama, sedangkan perbaikan struktur beton dapat mengunakan berbagai alternative perbaikan seperti externally bonded steel plates (pengikat luar baja), steel jacket, concrete jackets dan dengan pemakaian material Carbon Fiber Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Reinforced Polymer (CFRP) sebagai bahan perbaikan dan perkuatan struktur beton.

3.2

KEKUATAN TEKAN BETON Kekuatan tekan beton ditentukan oleh pengaturan dari perbandingan

semen, agregat kasar dan halus, air dan berbagai jenis campuran. Perbandingan air terhadap semen merupakan faktor utama dalam menentukan kekuatan beton. Semakin rendah perbandingan air semen, semakin tinggi kekuatan tekan beton demikian sebaliknya. Kelebihan air pada campuran beton akan menurunkan kualitas kerja (workability) atau menurunkan kuat tekan beton. Suatu ukuran dari pengerjaan beton ini diperoleh dengan percobaan nilai slump, dimana lebih kecil nilai slump lebih kental campuran beton dan lebih sukar dalam pengerjaan. Kekuatan tekan beton di wakili oleh tegangan tekan maksimum fc’ dengan satuan N/m atau Mpa dan juga memakai satuan Kg/cm2 untuk struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton normal dengan kuat tekan pada umur 28 hari berkisar antara 17-35 Mpa, sedangkan untuk beton prategang digunakan kuat tekan beton lebih tinggi, berkisar antara 30-45 Mpa. Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standar, menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan beban tertentu atas benda uji silinder beton (d=150mm, t=300 mm) sampai hancur. Tata cara pengujian yang umumnya dipakai adalah standar ASTM C 39-86. kuat tekan masing-masing benda uji di tentukan oleh kuat tegangan tekan tertinggi yang dicapai benda uji umur 28 hari akibat beban tekan.


Pada SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.3.2 menetapkan bahwa regangan kerja maksimum yang di perhitungkan di serat tepi beton tekan terluar adalah 0.003 sampai hancur. Untuk beton kepadatan normal dengan berat isi ± 2300 Kg/m3 dapat digunakan nilai : Ec = 4700√f‘c ….……………………………………....(3.1)

3.3

KEKUATAN TARIK BETON Nilai kuat tekan dan tarik beton tidak berbanding lurus, setiap usaha

perbaikan mutu kekuatan tekannya hanya desertai peningkatan kecil kuat nilai kuat tariknya. Suatu perkiraan kasar dapat dipakai, bahwa nilai kuat tarik beton normal hanya berkisar 9-15% dari kuat tekannya. Kuat tarik beton yang tepat sulit untuk diukur. Suatu nilai pendekatan yang umum dilakukan dengan menggunakan modulus of rupture: ( MOR) =

PI 2

……………………………………………(3.2)

bd Ialah tegangan tarik lentur beton yang timbul pada pengujian hancur balok beton polos atau tanpa tulangan, sebagai pengukur kuat tarik sesuai teori elastisitas. Kuat tarik beton juga di tentukan melalui pengujian split cylinder yang umumnya memberikan hasil lebih baik dan lebih mencerminkan kuat tarik yang sebenarnya. Nilai pendekatan yang di peroleh dari hasil pengujian berulangkali mencapai kekuatan 0.50-0.60 kali √fc’ sehingga untuk beton normal digunakan nilai 0.57√fc’. sedangkan dalam SK SNI T-15-1991-03 pada pasal 3.2.5 ditetapkan bahwa besarnya modulus tarik untuk beton normal adalah 0,7√fc’.


3.4

KOLOM BETON BERTULANG BERDASARKAN BENTUK Kolom bertulang dibagi dalam dua kategori ; 1. Kolom beton bertulang pendek. Dikatakan kolom beton bertulang pendek atau kolom pendek jika pada

saat pembebanan aksial diberikan pada kolom tersebut terjadi keruntuhan material. Beban yang dapat dipikul ditentukan oleh dimensi penampang dan kekuatan material penyusunnya. Kolom yang mengalami keruntuhan dikarenakan regangan beton mencapai 0,003 atau tegangan baja yang mencapai fy. Hal tersebut disebabkan kolom yang melentur akibat momen cenderung menimbulkan tekanan pada satu sisi kolom dan tarikan pada sisi yang lainnya. Gaya yang ditimbulkan oleh momen dan beban aksial relatif besar. Berikut gambar memperlihatkan kolom yang memikul beban Pn. a) Beban aksial besar dan momen diabaikan. Hal ini diawali dengan keruntuhan pada hancurnya beton hingga semua tulangan dalam kolom mencapai tegangan leleh dalam tekan. Pn

b) Beban aksial besar dan momen kecil. Sehingga seluruh penampang tertekan.


Jika suatu kolom menerima momen lentur kecil (yaitu, jika eksentrisitas kecil), seluruh kolom akan tertekan tetapi tekanan disatu sisi akan lebih besar dari sisi lainnya. Tegangan tekan maksimum dalam kolom sebesar 0,85fc dan keruntuhan akan terjadi oleh runtuhnya beton dan semua tulangan tertekan. Pn e

c) Eksentrisitas lebih besar dari (b) dan momen kecil. Sehingga tarik mulai dari satu kolom. Jika eksentrisitas ditingkatkan dari kasus sebelumnya, gaya tarik akan mulai terjadi pada satu sisi kolom dan baja tulangan pada sisi tersebut akan menerima gaya tarik yang lebih kecil dari tegangan leleh. Pada sisi lain tulangan mendapat gaya tekan. Keruntuhan akan terjadi karena hancurnya beton pada sisi yang tertekan. Pn e


d) Kondisi beban berimbang, eksentrisitas ditambah. Saat penambahan eksentrisitas, maka akan tercapai suatu kondisi dimana tulangan pada sisi tarik mencapai leleh dan pada saat bersamaan beton pada sisi lainnya mencapai tekan maksimum 0,85 fc Pn e

e) Momen besar, beban aksial relatif kecil Jika eksentrisitas terus ditambah, keruntuhan terjadi akibat tulangan meleleh sebelum hancurnya beton. Pn e

f) Momen lentur besar Saat momen lentur besar, keruntuhan pada kolom sama dengan keruntuhan pada sebuah balok.

Mn


2. Kolom beton bertulang panjang atau langsing Pada kolom beton bertulang pendek dibuat sebagai proses evaluasi kelangsingan kolom untuk mendapatkan batas nilai rasio kelangsingan tertentu. Jika sebuah kolom semakin langsing maka kolom tersebut akan semakin mudah mengalami fenomena tekuk. Suatu kolom digolongan langsing apabila dimensi atau ukuran penampang lintangnya kecil dibandingkan dengan tinggi bebasnya (tinggi yang ditopangnya).

P

M 1

∆

M = P∆

M 2

P

Gambar 3.1 : Momen Sekunder atau Momen P.∆ Kolom langsing yang menahan kombinasi beban aksial dengan lentur akan mendapatkan momen lentur tambahan (momen sekunder) akibat efek P. ∆ dan mengalami deformasi kearah lateral pada penampang yang ditinjau. Apabila ditinjau suatu kolom langsing yang menahan gaya aksial Pu dengan eksentrisitas e, tampak dengan adanya efek tekuk mengakibatkan momen lentur tambahan


Pu.e. Tingkat kelangsingan suatu struktur kolom dapat dibuat sebagai rasio kelangsingan.

Kl u …………………………………………..……….(3.3) r Dimana

: K = Faktor panjang efektif komponen struktur tekan. lu = Panjang komponen struktur tekan yang tidak ditopang. r

= Jari-jari

putaran (radius of gyration) potongan lintang

komponen struktur tekan ditetapkan 0,30h dimana h ukuran dimensi kolom persegi pada bekerjanya momen atau 0,25 D dimana D adalah diameter kolom bulat. Untuk menentukan apakah kelangsingan tersebut perlu diperhitungkan atau diabaikan. Maka terlebih dahulu harus dilakukan pemeriksaan untuk komponen tekan dengan pengacu lateral.

Kl u >34-12(M1b/M2b)……….……………….……...…(3.4) r Dimana M1b dan M2b = Momen ujung-ujung faktor pada kolom yang posisinya berlawanan.

Momen–momen

tersebut

terjadi

akibat

beban

yang

tidak

menimbulkan goyangan ke samping yang besar, dihitung dengan analisis struktur elastis. Momen M2b bernilai negatif apabila komponen kolom terlentur dalam lengkungan ganda dan positif apabila terlentur dalam lengkungan tunggal. Untuk komponen struktur tekan tanpa pengaku lateral, atau tidak disokong untuk tertahan ke arah samping, efek kelangsingan dapat diabaikan apabila memenuhi :

K u < 22………………………………………….…..(3.5) r Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Faktor panjang efektif tahanan ujung K bervariasi antara nilai 0,50-2,0 tergantung kondisinya, untuk keadaan tipikal adalah sebagai nilai-nilai berikut ini:

Pu

Pu

Pu

Pu

lk=l

lk=1/2.lV2

lk=1/2.l

l

lk=2l

2) Sendi-sendi

3) Jepit-Sendi

4) Jepit-jepit

1) Jepit sebelah

Gambar 3.2 : Panjang batang tekuk a. Kedua ujung sendi, tidak bergerak lateral

k = 1,0

b. Kedua ujung jepit

k = 0,50

c. Satu ujung jepit, ujung lain bebas

k = 2,0

d. Kedua ujug jepit, ada gerak lateral

k =1,0

Untuk kolom yang merupakan komponen rangka yang dikenal sebagai portal balok – kolom, tahanan ujungnya terletak diantara kondisi sendi – jepit dengan nilai k di antara 0,75 – 0,90. untuk kolom kaku tertahan plat lantai, nilai berkisar di antara 0,95 – 1,0.


Perencanaan komponen struktur tekan beton bertulang dilakukan dengan menggunakan beban aksial Pu yang didapat dari analisis rangka elastik dan momen rencana yang sudah dibesarkan Mc, yang didefenisikan sebagai berikut: Mc = db M2b + ds M2s (Pers SK SNI T-15-1991-03)(3.3.6)……(3.6) dimana,

indeks

2

menunjuk kepada yang terbesar dari kedua momen ujung

komponen tekan, indeks b menyatakan dengan pengaku atau besar momen – momen yang dihasilkan dari goyangan lateral yang tidak besar, dan indeks s menyatakan momen yang berhubungan dengan goyangan. Mc = momen rencana yang diperbesar, digunakan hanya untuk merencanakan komponen struktur tekan beton bertulang. d =

faktor pembesar momen, diuraikan menjadi db yaitu faktor pembesar

untuk

portal

dengan

pengaku

yang

mencerminkan pengaruh dari kelengkungan diantara kedua ujung komponen tekan dengan momen adalah akibat beban vertikal atau beban gravitasi, dan ds adalah faktor pembesar momen untuk portal tanpa pengaku yang mencerminkan pergeseran

akibat

momen

ujung

dari

beban

yang

menyebabkan goyangan lateral badan seperti beban angin, gempa dan gaya gravitasi. M2b = momen faktor terbesar pada ujung komponen tekan akibat dari beban yang tidak menyebabkan goyangan besar, momen akibat dari gaya vertikal atau gravitasi, dihitung dengan analisis portal elastik. Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

M2s = momen terfaktor terbesar yang terjadi di manapun di sepanjang komponen struktur tekan akibat dari beban yang menyebabkan goyangan lateral besar, dihitung dengan analisis portal elastik. Untuk rangka struktur yang mengunakan pengaku terhadap goyangan ke arah lateral, misalnya mengunakan dinding geser, momen yang diperhitungkan hanyalah M2b dan faktor pembesar ds ≥ 1.0. Pada umumnya, apabila defleksi lateral bangunan tidak melampaui l n /1500, struktur dianggap berpengaku. Faktor db dan ds adalah pembesar momen yang secara empiris dapat ditentukan sebagai berikut : db =

ds =

Cm  P 1 − u  φPc

  

≥ 1.0 ………..………………..……....(3.7a)

1  ∑ Pu 1 −  φ ∑ Pc

  

≥ 1.0 …….…………………......….(3.7b)

dimana Pc adalah beban tekuk Euler, Pc =

π 2 EI

( K  u )2

……………………..….………....………(3.8)

dan Pu beban rencana aksial terfaktor, ΣPu dan ΣPc adalah jumlah untuk semua kolom dalam satu tingkat,Cm adalah faktor koreksi seperti ditentukan berikut ini. Untuk komponen struktur ditopang tertahan ke arah samping (berpengaku) dan tanpa beban tranversal pada dukungan,

M Cm = 0.60 + 0.40  1b  M 2b

  ≥ 0.40 …………………....…(3.9) 


dimana M1b≤M2b, sedangakan untuk kelengkungan tunggal

M 1b >0 M 2b

apabila hasil dari analisis struktur menunjukan bahwa di kedua ujung tidak terdapat momen, rasio M1b/M2b diambil sama dengan satu. Sedangkan eksentrisitas ujung yang di dapat kurang dari (15 + 0.03h)mm, momen ujung yang didapat dari perhitungan boleh digunakan untuk menentukan rasio M1b/M2b. Apabila perhitungan menunjukan bahwa pada kedua ujung komponen struktur kolom, baik berpengaku maupun tidak, tidak terdapat momen atau eksentrisitas ujung kurang dari (15 + 0.003h)mm, maka M2b harus didasarkan pada eksentrisitas minimum (15 + 0.003h)mm terhadap setiap sumbu utama secara terpisah (lihat SK SNI T15-1991-03 pasal 3.3.11 ayat 5.5). untuk komponen struktur lainnya, Cm ditentukan sama dengan 1.0. Didalam ungkapan Pc, peraturan SK SNI T-1991-03 pasal 3.3.11 ayat 5.2 memberikan ketentuan untuk perhitungan EI sebagai berikut : Apabila memperhitungakan dampak sifat nonelastik beton, retak, dan rangkak untuk pembebanan jangka panjang, maka nilai EI diperhitungkan sama dengan blok terlentur tanpa beban aksial :

 E c .I g   + E s I se  5  …………..………......(3.10a) EI =  (1 + β d ) untuk komponen kolom bertulangan sedikit (ρg≤3%) dapat dihitung secara konservatif. EI = dimana,

E c .I g 2.50

(1 + β d ) ……………………..…...(3.10b)

Ec = modulus elastisitas beton


Es = modulus elastisitas baja tulangan Ig = momen inersia beton kotor (penulangan diabaikan) terhadap sumbu berat penampang Ise = momen inersia terhadap sumbu pusat penampang komponen struktur Bd =bagian dari momen rencana yang dianggap memberikan kontribusi tetap terhadap deformasi, biasanya ditentukan sebagai nilai banding dari momen beban mati terfaktor maksimum terhadap momen beban total terfaktor maksimum, nilainya selalu positif.

3.5

PERSYARATAN PENULANGAN KOLOM Jumlah luas penampang tulangan pokok memanjang kolom dibatasi

dengan rasio penulangan ρ g antara 0,01 dan 0,08. penulangan yang lazim dilakukan antara 1,5% sampai 3% dari luas penampang kolom. Khusus untuk struktur bangunan berlantai banyak, penulangan kolom mencapai 4% dan ini tidak boleh mengunakan lebih. Untuk kolom berpengikat sengkang bentuk segi empat minimal terdiri dari 4 batang. Pada jarak bersih antara batang tulangan pokok memanjang kolom berpengikat sengkang tidak boleh kurang dari 1,5d` atau 40 mm. Persyaratan jarak tersebut juga harus dipertahankan di tempat-tempat sambungan lewatan batang tulangan.

3.6

PENGARUH SENGKANG TERHADAP KOLOM


Semua batang tulangan pokok harus dilingkup dengan sengkang dan kait pengikat tebal paling sedikit dengan batang D10. Batasan minimum tersebut antara kolom dengan tulangan pokok memanjang batang D32 atau lebih kecil, sedangkan untuk diameter tulangan pokok lebih besar lainnya, umumnya sengkang tidak kurang dari batang D12. Jarak spasi tulangan sengkang p.k.p. tidak lebih dari 16 kali dimeter tulangan pokok memanjang, 48 kali dimeter tulangan sengkang, dan dimensi lateral terkecil (lebar) kolom. Tulangan sengkang atau kait pengikat harus dipasang dan diatur sedemikian rupa sehingga sudutsudutnya tidak dibengkok dengan sudut yang lebih besar dari 135o. Sengkang akan memberikan pengaruh pada kuat tekan kolom dan regangan tekan beton pada daerah tekan kolom tersebut. Tegangan lateral efektif maksimum ( fl ), yang diberikan oleh sengkang terjadi pada saat sengkang tersebut sudah mengalami leleh.

( a ). Beban aksial kolom bujur sangkar

( b ). Kekangan tulangan sengkang

f yh

f yh

fl ( c ). Single lateral stress Gambar 3.3 : Diagram freebody untuk kolom Dari freebody tulangan sengkang maka diperoleh fl sebagai berikut: Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

fl =

2 f yh ASP sD'

………………………………………...(3.11)

dimana, f yh = tegangan leleh tulangan sengkang ASP = luas tulangan sengkang D` = dimeter kolom yang terkekang oleh tulangan sengkangnya

s = jarak (spacing) tulangan sengkang pada kolom Nilai dari fl dipengaruhi oleh jarak longitudianal tulangan sengkang, dimeter, dan tegangan lelehnya. Pertambahan kuat tekan beton akan disebabkan karena pengaruh tulangan sengkang ( f 'CC ) dengan kuat tekan beton tak terkekang ( f 'C ) adalah sebagai berikut:   7,94 f 'l 2 f 'l − − 1,254 ……………….……(3.12) f CC ' = f C ' 2,254 1 + fC ' fC '  



 f CC '  − 1 …………………..…………………..(3.13)  fC ' 

ε CC = 0,0021 + 5 

ε cu = 0,004 +

1,4 ρ s f y ε su f CC '

…………………………………………..(3.14)

f 'l = k e f l …………………………………………………………...(3.15) Dimana, ε CC = regangan pada saat kuat tekan beton mencapai f `CC

ε CU = regangan ultimit yang terjadi pada saat beton mengalami retak

ε SU = regangan leleh baja tulangan sengkang ρ S = 4 ASp D`s = rasio volume dari tulangan pengekang f `l = tegangan lateral kekangan effektif


K e = koefisien effektif penampang kolom yang terkekang (pakai K e =

Compressive Stress, f c'

0,75)

Confined Concrete First hoop fracture

f 'cc f 'c

Unconfined Concrete

Ec Esec

Assumed for cover concrete

ε CO 2ε CO ε SP

ε CC

ε CU

Compressive Strain, ε C

Gambar 3.4 : Diagram tegangan-regangan beton tak terkekang dan terkekang

3.7

PENGARUH FRP TERHADAP SENGKANG FRP akan memberikan pengaruh yang besar terhadap kolom, karena

sifatnya yang mengalami tarik dan juga mampu menghidari terjadi keruntuhan yang terjadi pada beton atau pada daerah yang tidak terlindungi oleh tulangan sengkang. Pengunaan FRP akan menambah kekuatan beton serta menambah tegangan dan regangan. Untuk gaya tekan FRP, dimana pada sisi penampang kolom memberikan tekanan yang kecil dan gaya tekan yang besar terjadi pada sudut penampang kolom. Kehancuran beton pada daerah yang tidak terlindungi sengkang atau pada tebal beton (d’) dapat teratasi. Kekuatan beton pada daerah Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

yang terlindungi oleh FRP akan lebih besar dibandingkan dengan daerah kolom yang terlindungi oleh sengkang.

3.8

TEGANGAN DAN REGANGAN BETON DENGAN CFRP Peningkatan tegangan aksial diikuti dengan peningkatan regangan pada

beton. Regangan ultimit pada beton tak terkekang tipikal diambil sebesar 0,003. Asumsi yang digunakan adalah bahwa setelah lewat dari nilai regangan 0,003 ini beton mengalami retak dan pengekangan yang diberikan oleh CFRP akan bekerja maksimal. Pada bagian ini hubungan tegangan dan regangan akan linier dengan kemiringan berdasarkan kekakuan CFRP.

fd

Axial Compressive Stress

f

Ep FRP- Confined Concrete

Plain Concrete

Ei

εC Axial Strain,ε C

Gambar 3.5 : Tegangan-regangan beton terkekang CFRP Pengujian yang dilakukan oleh Munzer Hassan dan Omar Chaallal (2006) dan diperoleh perhitungan kuat tekan beton yang terkekang dengan CFRP ( persamaan 2.1 ). Perhitungan dan disain dilakukan dengan perencanaan berdasarkan asumsi sebagai berikut: 1. Penampang bidang rata akan tetap rata setelah mengalami lentur, berdasarkan prinsip Bernouli yang mengatakan bahwa regangan yang dialami oleh beton Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

dan baja tulangan pada titik yang beragam pada penampang adalah berbanding lurus dengan garis netral. 2. Momen lentur yang terjadi adalah pada sumbu simetri penampang. 3. Regangan maksimum pada serat tekan beton tak terkekang terluar adalah sebesar 0,003, sedangkan

untuk regangan ultimit serat tekan beton yang

memperhitungkan pengaruh dari tulangan sengkang adalah:

ε cu = 0,004 +

1,4 ρ s f y ε su f CC '

…………………………..(3.16 a )

Untuk beton yang terkekang dengan CFRP, regangan serat tekan maksimum dapat dicari dengan mengunakan persamaan:

ε ccu = 0,004 +

ρ ss = Dimana,

4t j D

2,5 ρ ss f uj ε uj f CC '

……………..………….(3.16 b )

……………………………………………..(3.17)

fuj = tegangan ultimit jacket dari CFRP (50% fCFRP)

ε uj = regangan ultimit jacket dari CFRP (50% ε CFRP ) f CC ' = tegangan tekan beton yang terlindung oleh tulangan sengkang

ρ ss

= rasio tulangan sengkang akibat CFRP

Nilai dari tegangan ultimit CFRP adalah sebesar 50% dari modulus elastis CFRP, yang mana akan menyebabkan nilai dari regangan ε CCU menjadi sangat besar jika dibandingkan dengan beton yang tidak terkekang ( ε C ). Hal ini dapat mengakibatkan interlock action antar agregat yang merupakan faktor penting dalam mekanisme ketahanan geser beton, sehingga kecukupan Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

kapasitas geser beton tersebut terjadi kelebihan beban mendadak (Priestley, 1996). Untuk itu nilai dari ε uj direncanakan sebesar 0,004 dan nilai dari f uj menjadi f j yaitu sebesar : f j = E jε t

Dimana,

ε t ≤ ε uj

ε t = 0,5ε a ambil ε t = 0,004 f j = 0,004 E j

Dimana,

E j = modulus elastis CFRP

ε a = regangan aksial ε t = regangan tulangan sengkang ε uj = regangan ultimit pada CFRP 4. Kekuatan tarik hanya dipikul oleh baja tulangan dan CFRP, sedangkan kekuatan tarik beton diabaikan. 5. kekuatan tekan disumbangkan oleh baja tulangan dan beton untuk diagram interaksi yang hanya memperhitungkan kekuatan tekan CFRP, maka kekuatan tekannya disumbangkan oleh baja tulangan, beton dan CFRP pada daerah tekan. 6. Tegangan beton yang digunakan adalah tegangan beton ekuivalen, yaitu: a. Tegangan beton sebesar f C ' harus diasumsikan terdistribusi secara merata pada daerah tekan ekuivalen yang dibatasi oleh tepi penampang dan suatu garis lurus yang sejajar dengan sumbu netral Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

berjarak a = β .x dari serat dengan regangan tekan maksimum, dimana x adalah tinggi garis netral. b. Jarak x dari serat dengan regangan maksimum kesumbu netral harus diukur dalam arah tegak lurus terhadap sumbu tersebut. c. Nilai β = 0,85 untuk f C '≤ 30 Mpa dan direduksi sebesar 0,008 untuk setiap kenaikan 1 Mpa, tetapi β1 tidak boleh kurang dari 0,65. 3.9

ANALISIS KOLOM Letak tulangan longitudinal tersebar pada penampang dengan besar sudut

yang sama. Tulangan sengkang yang terpasang dengan jarak yang sama serta dimensi penampang memanjang kolom yang sama (panjang sama dengan lebar). penampang kolom

+P n 0,003

εS < ε y

titik 1

daerah tertekan

P n, beban aksial

titik 3

kondisi seimbang

0

e = eb

titik 4

titik 2

εS = ε y =

fy ES

0,003 daerah seimbang

Mn

M n, Momen lentur titik 5

εS > ε y

0,003 daerah tertarik

-P n

Gambar 3.6 : Diagram interaksi kolom


Dalam pengambaran diagram interaksi dari kolom, diperlukan 5 titik utama sebagai acuan, yaitu: Titik 1 ( M n = 0 ; Pn = aksial tekan maksimum ) Gaya tekan pada sumbu memanjang kolom yang berjarak e akan cenderung melentur seiring dengan timbulnya momen M = P (e). Jarak e dinamakan eksentrisitas gaya terhadap sumbu kolom. Timbulnya jarak eksentrisitas ini membuat tegangan yang terjadi tidak merata untuk seluruh permukaan penampang dan akan membuat perbedaan gaya pada daerah yang satu dengan yang lainnya. Kondisi pembebanan tanpa eksetrisitas yang merupakan keadaan khusus, kuat beban aksial nominal atau teoritis dapat diungkapkan sebagai berikut: P0 = 0,65{0,8 f C ' ( Ag − ASt ) + f y ASt } ........................(3.18 a )

untuk pemakain CFRP digunakan persamaan P0 = 0,65{0,8 f C ' ( Ag − ASt ) + f y ASt + f j AJ } ............(3.18 b ) B

tulangan memanjang H

As

As'

tulangan sengkang

d'

d Pn

As

As'

Gambar 3.7 : Sketsa kolom pada beban aksial maksimum Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Sedangkan peraturan memberikan ketentuan hubungan dasar antara beban dengan kekuatan sebagai berikut:

PU ≤ φPn

dimana, Ag = luas kotor penampang lintang kolom (mm2) ASt = luas total penampang penulangan memanjang (mm2) P0 = kuat beban aksial nominal atau teoritis tanpa eksentrisitas Pn = kuat beban aksial nominal atau teoritis dengan eksentrisitas tertentu Pu = beban aksial terfaktor dengan eksentrisitas

ρg =

ASt ..........................................................(3.19) Ag

Eksentrisitas beban dapat terjadi akibat timbulnya momen yang antara lain disebabkan oleh kekangan pada ujung-ujung kolom yang dicetak secara monolit dengan komponen lain.

Titik 2 ( M n = M

lentur murni

; Pn = 0 )

Titik ini merupakan titik perpotongan terhadap sumbu x, yaitu sumbu M n . Titik ini disebut juga sebagai full beam condition, dimana beton hanya mengalami gaya akibat momen, sedangkan akibat aksial adalah 0. Pada titik ini nilai garis netral harus dicari dulu dengan membuat persamaan Pn = 0. Dengan mengunakan persamaan tersebut nilai dari garis netral (x) pada penampang kolom untuk kondisi seperti ini dapat diperoleh. Dan hasil tersebut kemudian diinput untuk mendapatkan harga dari momen


yang terjadi pada saat kolom mengalami lentur murni. Sedangkan untuk daerah eksentrisitas adalah tidak terhingga.

B

H

As

As' d'

d

Mn

As

ε uj

εS

As'

x

εS '

0,003

a = 0,85 x 0,85f cc'

F T

CcCs

Gambar 3.8 : Untuk e = ∞ Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Analisis teori tersebut dapat dijelaskan menjadi persamaan sebagai berikut: Dengan mengacu pada momen lentur yang mengalami gaya dan gaya aksial yang terjadi adalah 0. Maka gaya-gaya yang terjadi adalah gaya tekan dan gaya tarik dalam keadaan seimbang atau disebut juga untuk gaya tekan dan gaya tarik adalah sama. Pn = 0 .......................................................................................(3.20) untuk kolom yang mengunakan confinement dengan persamaan: CS1 + CC – T = 0 ...................................................................(3.21 a ) untuk kolom yang mengunakan confinement dan FRP dengan persamaan: CS1 + CC – T – F = 0 .............................................................(3.21 b ) Dari persamaan diatas dapat diperoleh nilai dari garis netral x, kemudian nilai tersebut di input kepersamaan untuk mendapatkan nilai dari momen lentur murni. untuk kolom yang mengunakan confinement dengan persamaan: M n = C S 1 ( s ) + C C (d `+ s −

0,85 x ) + T ( s ) + F (d `+ s ) …….…………(3.22 a ) 2

untuk kolom yang mengunakan confinement dan FRP dengan persamaan: M n = C S 1 ( s ) + C C (d `+ s + t j −

0,85 x ) + T ( s ) + F (d `+ s + t j ) ……...(3.22 b ) 2

Momen lentur murninya adalah: M n = φM n lentur murni = 0,65 Mn lentur murni...............................................(3.23)

Titik 3 ( merupakan titik tambahan )


Titik tambahan ini dipakai untuk membuat diagram interaksi yang lebih lengkap sebelum mencari gaya yang terjadi pada daerah seimbang pada kolom. Untuk analisis teori perhitungannya sama dengan titik 2 tapi beban aksial 0 terjadi pada daerah eksentrisitas bukan daerah plastis pada penampang kolom. Beban aksial akan semakin kecil nilainya karena tergradasinya jarak menjauhi pusat plastis dan momen lentur untuk kondisi seperti ini akan semakin besar disebabkan seluruh batang mengalami tekan. B

H

As

As' d'

d

Pn e

As

ε uj

εS

As'

x

εS '

0,003

a = 0,85 x 0,85f cc'

F T

CcCs

Gambar 3.9 : Sketsa kolom di titik tambahan Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Titik 4 ( M n Balanced ; Pn Balanced ) Dimana pada titik ini, regangan maksimum serat terluar dari beton tak terkekang adalah 0,003, sedangkan beton terkekang tulangan sengkang diperoleh dengan persamaan yang sebelumnya telah dijelaskan. Begitu juga dengan regangan CFRP sudah di jelaskan sebelumnya. Baja tulangan terluar dianggap telah mengalami leleh sehingga regangannya sebesar 0,002. dari hubungan ini diperoleh nilai garis netral balanced dengan rumus perbandingan segitiga. Hasil analisis teori tersebut dapat dibuat sebagai berikut dalam bentuk persamaan: xb 0,003 .....................................................................(3.24) = fy d + 0,003 ES

Dengan memasukan nilai E S = 200.000 Mpa dan tegangan leleh baja yang digunakan f y = 400 Mpa. Sehingga baja yang mengalami leleh memiliki nilai regangan ( ε s ) =

xb =

fy ES

=

400 = 0,002, maka didapat: 200000

0,003(d ) ...................................................................(3.25) 0,002 + 0,003 B

H

As

As' d'

d

e = eb

As

Pn = Pb

As'


x 0,003

ε ccu

εS

εS '

Gambar 3.10 : Kolom keadaan seimbang Keseimbangan gaya-gaya mensyaratkan: untuk kolom yang mengunakan confinement dengan persamaan: Pb = CS1 + CC – T..................................................................(3.26 a ) untuk kolom yang mengunakan confinement dan FRP dengan persamaan: Pb = CS1 + CC – T – F............................................................(3.26 b ) di mana,

CS1 = AS’ fy

CC = 0,85 fCC’ a b = 0,85 fCC’( 0,85 x ) b T

= AS fy

F

= A J fJ

Apabila baja tulangan tekan telah meluluh pada keadaan seimbang regangan, maka: CS1 = AS’ ( fy – 0,85 fC’ ) dengan demikian persamaan keseimbangan gaya-gaya menjadi: untuk kolom yang mengunakan confinement Pb = AS’ ( fy – 0,85 fC’ ) + 0,85 fCC’( 0,85 x ) b – AS fy ..........(3.27a) untuk kolom yang mengunakan confinement dan FRP Pb = AS’ ( fy – 0,85 fC’ ) + 0,85 fCC’( 0,85 x ) b – AS fy - AJ fJ(3.27b) Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Eksentrisitas eb diukur dari titik pusat plastis. Pusat plastis berada di tengah- tengah tinggi penampang. Momen diambil pada titik sembarangan, jika titik tersebut diambil dari titik pusat plastis maka didapatkan persamaan tersebut sebagai berikut: untuk kolom yang mengunakan confinement 0,85 x   Pb.e = CS1 ( d – d’ )+ CC  d −  – T( s )................................... (3.28a) 2  

untuk kolom yang mengunakan confinement dan FRP 0,85 x   Pb.e = CS1 ( d – d’ )+ CC  d −  – T( s ) – F( s + d’ + t ) ........(3.28b) 2  

Titik pusat plastis merupakan titik tangkap resultante perlawanan penampang kolom terhadap beban tekan dengan anggapan bahwa betonnya ditegangkan teratur sampai mencapai 0,85 fC’, bajanya ditegangkan teratur hingga fy dan CFRPnya juga ditegangkan hingga fJ.

Titik 5 (Mn = 0; Pn = aksial tarik maksimum) Pada titik ini kolom hanya mengalami aksial tarik, properti yang ikut memberikan sumbangan gaya sama dengan titik 1 kecuali kekuatan tarik beton diabaikan, mengingat kekuatan tariknya hanya kurang lebih 1/10 dari kekuatan tekannya. Namun nilai kuat tarik CFRP, karena kemampuannya menahan tarik sangat tinggi. B

H

As

As' d'

d Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009 e = besar

Pn

Gambar 3.11 : Aksial tarik maksimum

Kondisi ini dibuat dengan persamaan sebagai berikut;

φPn = φPb ……………………………………………………………..(3.29) φPn = (0,65)[ f y ASt + A j f j ] …………………………………………..(3.30) Hasil perhitungan dari kelima titik tersebut kemudian diwujudkan kedalam bentuk diagram interaksi kolom seperti tergambar 3.6.


BAB IV ANALISA PERHITUNGAN 4.1).

Analisa Gaya Aksial dan Momen Lentur pada Kolom Confinement.

Kolom bujur sangkar memiliki karakteristik-karakteristik sebagai berikut: -

Diameter kolom

: 400 mm

-

Kuat tekan ( f C ' )

: 25 MPa

-

Dimeter tulangan longitudinal

: 20 mm

-

Diameter tulangan sengkang

: 10 mm

-

Jumlah tulangan longitudinal

: 8 buah

-

f y tulangan longitudinal

: 400 MPa

-

f yh tulangan sengkang

: 240 MPa

-

Jarak tulangan sengkang

: 130 mm

-

Regangan beton tak terkekang

: 0,003

-

ES

: 2x10 5 MPa

-

Tebal selimut beton

: 40 mm


Dari data sebelumnya, dapat dihitung dengan cara sebagai berikut: Titik 1. Eksentrisitas kecil ( M n = 0 ; Pn = aksial tekan maksimum ) B = 400 mm

tc = 40 mm As = 8D20 H = 400 mm s = 130 mm A s3

A s2

A s'

s

d' = 70 mm d = 330 mm Pb

A s3 A s2

A s'

Gambar 4.1: Gaya aksial maksimum, e = 0 (confinement) •

Beban aksial yang bekerja pada kolom

φPn = φPn ( maks ) = (0,65)[0,8 f ' cc ( Ag − Ast ) + f y Ast ]


= (0,65)[0,8(25)(160000 − 2513,27) + (400)(2513,27)]10 −3 = 2700,77769 KN

Titik 2. Momen lentur murni ( M murni = maksimum ; Pn = 0 ) Kolom yang mengalami momen seperti ini dan tidak mengalami aksial atau sama dengan 0 disebut dengan full beam condition. B

As = 8D20 As3

As2

H

As' d'

d

Mn

As3

ε S3 ε S2

As2

As'

x = 114,209 mm

ε S1

0,003

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009 a = 0,85 x

0,85fcc'

Gambar 4.2: Momen lentur maksimum, e = ∞ (confinement) •

Beton yang terkekang tulangan tranversal

ε cu = 0,003 4( 1 )πDsp 4 = ρs = D' s D' s 4 Asp

ε su =

f yh Es

=

2

=

π (10) 2 280(130)

= 0,0086

240 = 0,0012 200000

  7,94 f 'l 2 f 'l − − 1,254 f ' cc = f ' c 2,254 1 + f 'c f 'c  

f 'l = k e f l , k e untuk penampang lingkaran 0,95; untuk persegi 0,75

fl =

2 f yh ASP sD '

=

2(240)(π .10 2 / 4) = 1,0356 MPa (130)(280)

f 'l = 0,75(1,0356) = 0,7767 Tegangan kolom yang terkekang tulangan tranversal ( f ' cc )   7,94(0,7767) 2(0,7767) f ' cc = 252,254 1 + − − 1,254 25 25  

= 30,014 Mpa Regangan kolom yang terkekang tulangan tranversal

ε cc = 0,002 •

Tulangan 1- D20 mengalami tekan


C S 1 = AS 1 ( f y − 0,85 f 'C )

= 942,477[400 - 0,85(25)] = 356963,1638 N •

Diasumsikan tulangan 2- D20 mengalami tekan

ε s2 x − 200

ε s2 =

=

0,003 x

0,003 ( x − 200) x

C S 2 = AS 2 ( f S 2 − 0,85 f 'C )  0,003  = 628,318 ( x − 200)200000 − 0,85(30,014)  x 

= •

360961,214 x − 75398160 x

Beton mengalami tekan C C = 0,85 f 'C a.b = 0,85(30,014)(0,85 x )(400) = 8674,046 x

•

Diasumsikan tulangan 3- D20 mengalami tarik

ε S3 (330 − x)

ε S3 =

=

0,003 x

0,003 (330 − x) x

T = AS 3 ( f S 3 − 0,85 f 'C ) Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

 0,003  T = 942,477  (330 − x)200000 − 0,85(25)  x 

= •

186610446 − 585513,8363 x x

Garis Netral, x dicari dengan persamaan gaya aksial sama dengan 0

Pn = 0 C S1 + C S 2 + CC − T = 0 8674,046 x 2 + 1303438,214 x − 262008606 = 0 x = 114,209 mm

hasil dari garis netral tersebut di input kembali ke persamaan yang sebelumnya. •

Tulangan 1- D20 tertekan

ε S1

0,003 x − 70 x 0,003 ε S1 = ( x − 70) x 0,003 ε S1 = (114,209 − 70) 114,209 ε S1 = 0,00116 < ε y = 0,002 =

Karena regangan pada tulangan baja 1- D20 lebih kecil dari pada regangan leleh bajanya sehingga dipakai tegangan (fS1), dimana f S 1 < f y . C S 1 = AS 1 ( f S 1 − 0,85 f 'C )  0,003  (114,209 − 70)200000 − 0,85(25) 10 −3 = 942,477  114,209  = 198,8656157 KN •

Tulangan 2- D20 mengalami tarik


ε s2 =

=

0,003 (200 − x) x

0,003 (200 − 114,209) 114,209

ε S 2 = 0,00225 > ε y = 0,002 , untuk tulangan ini tidak sesuai dengan asumsi sebelumnya dimana untuk tulangan ini mengalami tarik. Untuk tegangan

yang

terjadi

digunakan

(fy

=

400

MPa),

dimana

f S 2 = f y = 400 MPa.

C S 2 = AS 2 ( f S 2 − 0,85 f 'C ) = 628,318[400 − 0,85(30,014)]10 −3 •

= 235,297614 KN

Beton yang mengalami tekan C C = 0,85 f 'C a.b = 0,85(30,014)(0,85)(114,209)(400) 10 −3 = 990,6541196 KN

•

Tulangan 3- D20

ε S3 = =

0,003 (330 − x) x

0,003 (330 − 114,209) 114,209

= 0,0057 > ε y = 0,002 Tulangan ini sesuai dengan asumsi sebelumnya yang mengatakan bahwa untuk tulangan ini mengalami tarik. Untuk tegangan yang dipakai f S 3 = f y = 400 MPa T = AS 3 ( f S 3 − 0,85 f 'C ) = 942,477[400 − 0,85(25)]10 −3 Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

= 353,428875 KN Momen yang terjadi pada kolom M n = C S 1 (130) + C C (200 −

0,85 x ) − T (130) 2

0,85(114,209)   = 198,8656157 (130) + 990,6541196  200 − 2  

353,428875 (130) = 129952,4133 KNmm = 129,9524133 KNm M R = φM n = (0,65)(129,9524133) = 84,46906862 KNm

Titik 3. Eksentrisitas, e = 120 mm B

As = 8D20

As3

H

As'

As2

d'

d

Pn e = 120 mm

As3

ε S3

As2

εS2

As'

x = 141,222 mm

ε S1

0,003

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced a = 0,85 x Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009 0,85fcc'

T

Cs2 Cc Cs1

Gambar 4.3: Gaya tekan pada jarak e = 120 mm (confinement) •

Diasumsikan mengalami tekan

[

C S 1 = ASt f y − 0,85 f 'CC

]

= 942,477 [400 – 0,85(25)] = 356963,1638 N

•


ε S2 ( x − 200)

ε S2 =

=

0,003 x

0,003 ( x − 200) x

C S 2 = AS 2 ( f S 2 − 0,85 f 'CC )  0,003  = 628,318 ( x − 200)200000 − 0,85(30,014)  x 

= •

360961,214 x − 75398160 x

Beton mengalami tekan C C = 0,85 f 'C a.b = 0,85(30,014)(0,85x)(400) = 8674,046 x

•

Diasumsikan mengalami tarik


ε S3 (330 − x)

ε S3 =

=

0,003 x

0,003 (330 − x) x

 0,003  T = 942,477  (330 − x)200000 − 0,85(25)  x 

=

186610446 − 585513,8363 x x

Daerah momen sangat kecil yang terjadi pada daerah plastis. Daerah momen tersebut bergeser kedaerah eksentrisitas, e = 120 mm. M n = C S 1 (130) + C C (200 −

0,85 x ) − T (130) 2

 − 3686,46955 x 3 + 1734809,2 x 2 + 122522010 x − 41258926520   M n =  x   Dari hasil iterasi didapatkan bahwa garis netral pada x = 141,222 mm Sehingga didapat •

Tulangan 1- D20

ε S1 =

0,003 (141,222 − 70) 141,222

ε S1 = 0,0015 < ε y = 0,002 Untuk tulangan ini sesuai dengan asumsi sebelumnya yaitu mengalami tekan. Karena regangan pada tulangan baja 1- D20 lebih kecil dari pada regangan leleh bajanya sehingga dipakai tegangan (fS1), dimana f S 1 < f y . C S 1 = ASt [ f S 1 − 0,85 f 'CC ]  0,003  = 942,477  (141,222 − 70)200000 − 0,85(25)10 −3 141,222  Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

= 265,1620519 KN •

Tulangan 2- D20

ε S2 =

0,003 (200 − 141,222) 141,222

ε S 2 = 0,0012 < ε y = 0,002 C S 2 = AS 2 ( f S 2 − 0,85 f 'CC )  0,003  = 942,477  (200 − 141,222)200000 − 0,85(30,014)10 −3 141,222  = 211,3165978 KN untuk tulangan ini tidak sesuai dengan asumsi sebelumnya dimana untuk tulangan ini mengalami tarik. Untuk tegangan yang terjadi f S 2 < f y •

Beton mengalami tekan C C = 0,85 f 'C a.b = 8674,046 x = 8674,046 (141,222)10-3 = 1224,966124 KN

•

Tulangan 3- D20

ε S3 =

0,003 (330 − 141,222) 141,222

ε S 3 = 0,004 > ε y = 0,002 untuk tulangan ini sesuai dengan asumsi sebelumnya dimana untuk tulangan ini mengalami tarik. Untuk tegangan yang terjadi f S 1 = f y = 400 MPa

T = 942,477[400 − 0,85(29,364)] 10 −3 = 353,4671396 KN Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

•

Momen yang terjadi pada daerah eksentrisitas kolom 0,85 x   M R = C S 1 (10) + C C  200 −  + C S 2 (120) + C S 3 (250) 2  

= 287847,9514 kNmm (10-3) = 287,8479514 kNm M n = φM R =(0,65)( 287,8479514) = 187,1011684 kNm • Pn =

Beban aksial yang terjadi pada pusat eksentrisitas kolom 187,1011684 = 1559,176403 kN 120

Titik 4. Keadaan seimbang ( M nbalanced ; Pnbalanced ) Dimana regangan maksimum saat terluar dari beton tak terkekang adalah 0,003 sedangkan beton terkekang tulangan tranversal regangan dicari. Baja tulangan dianggap telah mengalami leleh regangan 0,002. dari hubungan ini diperoleh nilai dari garis netral balanced (x b ) dengan rumus perbandingan segitiga. B

As = 8D20 As3

As2 d

H

As' d'

e = eb

As3

As2

Pn = Pb

As'

x = 190,955 mm


0,003

a = 0,85 x 0,85f cc'

ε S3

ε S1

Gambar 4.4: Gaya tekan pada keadan seimbang (confinement)

•


Tegangan beton kolom yang terkekang tulangan tranversal ( f cc ' ) = 30, 014 MPa

ε cu = 0,004 +

1,4 ρ s f yh ε su f cc '

4( 1 )πDsp 4 = ρs = D' s D' s 4 Asp

=

ε su =

ε cu = 0,004 +

π (10) 2 280(130) f yh Es

=

2

= 0,0086

240 = 0,0012 200000

1,4(0,0086)(240)(0,0012) 30,014

= 0,00412 pakai jarak ini sebagai jarak nilai perbandingan

x 330 = 0,00412 (0,00412 + 0,003) Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

x = 190,955 mm •

Tulangan 1 – D20 mengalami tekan.

ε s1 120,955

ε s1 =

=

0,00412 190,955

0,00412 (120,955) = 0,0026 > ε y = 0,002 190,955

Pakai f s1 = f y = 400 MPa C s1 = As1 [ f y − 0,85 f c ] 10 −3

= 942,477[400 − 0,85(25)] 10 −3

= 356,9631638 KN •

Beton mengalami tekan

C c = 0,85 f ' cc ab = 0,85(30,014)(0,85)( 190,955)(400)10 −3 = 1656,352454 KN •

Garis netral tepat berada pada tulangan 2 – D20 sehingga gaya yang terjadi

pada tulangan ini sangat kecil atau tidak terjadi sama sekali. •

Tulangan 3 – D20 mengalami tarik

ε s3 134,045

ε s3 =

=

0,00412 190,955

0,00412 (134,045) = 0,00289 > ε y = 0,002 190,955

Regangan yang terjadi pada tulangan ini sama terhadap besar tegangan luluh baja, maka f S 3 = f y = 400 MPa. Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

T = AS 3 [ f S 3 − 0,85 f c ' ] = 942,477[400 − 0,85(25)]10 −3 = 356,9631638 KN Beban aksial seimbang yang terjadi pada kolom Pnbalanced = C s1 + C c − T = 356,9631638 +1656,352454 -356,9631638 = 1656,352454 KN

Momen seimbang yang terjadi pada kolom 0,85 x   M nbalanced = C s1 (130) + C c  200 −  + T (130) 2  

0,85 x   Pb e = C s1 (130) + C c  200 −  + T (130) 2  

(1656,352454) e = 289658,1807

e = 174,877 mm Eksentrisitas dalam keadaan seimbang, maka eb = e + 200 eb = 374,877 mm

φPb = 0,65(1656,352454) = 1076,629095 KN M R = φPb eb = 1076,629095 (374,877)10-3 = 403,6034852 KNm Titik 5. Eksentrisitas besar ( M n = 0 ; Pn = aksial tarik maksimum atau tekan minimum ) Beban aksial yang bekerja pada kolom Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

B

As = 8D20 As3

As2 d

H

As' d'

Pn e = besar

As3

As2

As'

Gambar 4.5: Gaya tarik aksial maksimum (confinement)

φPn = φPn ( maks ) = (0,65)[ f y ASt ] = (0,65)[− (400)(942,477)] 10 −3 = - 240,36402 KN

Dari hasil perhitungan yang sebelumnya dilakukan, maka perhitunganya dapat dibuat kedalam tabel. Tabel 4.1 Perubahan peningkatan kuat beban aksial dan momen pada kolom confinement.

e, (mm) kecil ∞ 120 374,877 besar

Kuat beban aksial φPn ,(KN) 2700,77769 0 1559,176403 1076,629095 - 240,36402

Kuat momen φPn e (KNm) 0-kecil 84,46906862 187,1011684 403,6034852 0


3000

titik1 2500 2000

titik 3

φPn (kN )

1500

titik 4 1000 500

titik 2

0 -500

0 titik 5

100

200

300

400

500

M n (kNm) Gambar 4.6: Diagram interaksi kolom confinement

4.2). Menganalisa Gaya Aksial dan Momen pada Kolom karena Pengaruh tebal CFRP (t_CFRP). 4.2.1). Tebal CFRP = 0,3 mm Kolom bujur sangkar memiliki karakteristik-karakteristik sebagai berikut: -

Diameter kolom

: 400 mm

-


: 25 MPa

-


: 20 mm

-


: 10 mm

-


: 8 buah

-


: 400 MPa

-


: 240 MPa

-


: 130 mm

-


: 0,003


-

ES

: 2x10 5 MPa

-

Tebal selimut beton

: 40 mm

Dari data diatas, dapat dihitung dengan cara sebagai berikut: •

Kuat tekan beton akan bertambah akibat pengaruh kekangan dari luar

beton ( Fcc ' ) dengan kuat tekan beton tak terkekang ( f c ' ) FCC ' = f C '[1 + k e (k c − 1)] f j = E jε t

Dimana,

ε t≤ ε j ,u

ε t = 0,5ε a ambil ε t = 0,004 f j = 0,004 E j

= 0,004 (231000) = 924 N/mm 2 Jaket CFRP yang mengikat tegangan lateral, f l , j

f l , jx = 2.

tj h

fj

(0,3) (924)

= 2.

400

= 1,386 N/mm2

f l , jy = 2. = 2.

tj b

fj

(0,3) (924) 400

= 1,386 N/mm 2 Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Faktor penambah kekuatan terhadap tegangan triaxial (α 1 ) 

α 1 = 1,251,8 1 + 7,94 

 Fl  F  − 1,6 l − 1 f c '  f c ' 

 1,386  1,386   − 1,6 = 1,251,8 1 + 7,94 − 1 25  25   = 1,339 Faktor reduksi; Karena panjang dengan lebar pada kolom untuk ukurannya adalah sama, maka nilai f l , jx = f l , jy = f l = 3,234 N/mm 2

 f  f α 2 = 1,4 l − 0,6 l  Fl  Fl

2  F   − 0,8 l + 1  f c ' 

2  1,386  1,386  1,386  = 1,4 − 0,6 +1  − 0,8  1,386   1,386  25

=1 Faktor penambah kekuatan beton k c = α 1 .α 2 = (1,339)(1) = 1,339 Rasio area effektif yang terlindung oleh CFRP ke

[bh − (4r =

2

)]

− πr 2 − 1 3(b − 2r ) − 1 3(h − 2r ) bh − 4r 2 − πr 2 2

(

2

)


=

[(400)(400) − (4.30

)]

− π .30 2 − 1 3(400 − 2.30 ) − 1 3(400 − 2.30 ) (400)(400) − 4.30 2 − π .30 2

2

2

(

2

)

= 0,515 Pertambahan kekuatan beton akibat pemakaian CFRP pada kolom FCC ' = f C ' [1 + k e (k C − 1)] = 25[1 + 0,515(1,339 − 1)] = 29,364 N/mm 2

Titik 1. Eksentrisitas kecil ( M n = 0 ; Pn = aksial tekan maksimum )

B = 400 mm

mmmm φ =tc10 = 40

tj = 0,3 mm As = 8D20 H = 400 mm

s = 130 mm A s3

A s2

A s'

s

d' = 70 mm d = 330 mm p CFRP

A s3 A s2

A s'

Gambar 4.7: Gaya aksial maksimum, e = 0 (confinement_CFRP) Beban aksial yang bekerja pada kolom Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

φPn = φPn ( maks ) = (0,65)[0,8FCC ' ( Ag − Ast ) + f y Ast + A j f j ] = (0,65)[0,8(29,364)(160000 − 2513,27) + (400)(2513,27) + 4(0,3)(400)(924)] 10 −3 = 3346,447177 KN

Titik 2. Momen lentur murni ( M murni = maksimum ; Pn = 0 ) Kolom mengalami full beam condition atau mengalami gaya akibat momen seutuhnya dan tidak terjadi gaya aksial. Kondisi seperti ini akan menyebabkan beton mengalami kehancuran. Kehancuran pada kondisi ini sama dengan kehancuran pada beton.

B

As = 8D20 As3

H

As'

As2

d'

d

Mn

As3

As2

As'

x = 135,662 mm Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. 0,003 USU Repository © 2009

a = 0,85 x 0,85fcc'

ε uj ε S 3 ε S 2

ε S1

Gambar 4.8: Momen lentur maksimum, e = ∞ (confinement_CFRP) •


  7,94 f 'l 2 f 'l − − 1,254 f CC ' = f C ' 2,254 1 + fC ' fC '  

f 'l = k e f l , k e untuk penampang lingkaran 0,95; untuk persegi 0,75

fl =

2 f yh ASP sD '

=

2(240)(π .10 2 / 4) = 1,0356 MPa (130)(280)

f 'l = 0,75(1,0356) = 0,7767 Tegangan kolom yang terkekang tulangan tranversal ( f CC ' )   7,94(0,7767) 2(0,7767) f CC ' = 252,254 1 + − − 1,254 25 25  

= 30,014 Mpa Karena kolom terkekang oleh CFRP dari luar permukaan kolom sendiri maka regangan ( ε CC ) untuk tegangan kolom yang terkekang oleh tulangan tranversal ( f CC ' ) menggunakan perbandingan segi tiga.

ε cc = •

0,004 (x − d ) x

Tulangan 1- D20 mengalami tekan C S 1 = AS ' ( f y − 0,85 FCC ' )


= 942,477[400 - 0,85(29,364)] = 353467,1396 N •

Beton mengalami tekan C C = 0,85 f CC ' a.b = 0,85(30,014)(0,85 x )(400) = 8674,046 x

•

Diasumsikan tulangan 2- D20 mengalami tekan

ε s2 =

0,004 ( x − 200,3) x

C S 2 = AS 2 ( f S 2 − 0,85 f CC ' )  0,004  = 628,318 ( x − 200,3)200000 − 0,85(30,014)  x 

= •

486624,814 x − 100681676,3 x

Diasumsikan tulangan 3- D20 mengalami tarik

ε S3 =

0,004 (330,3 − x) x

T = AS 3 ( f S 3 − 0,85 FCC ' )  0,004  T = 942,477  (330,3 − x).200000 − 0,85(29,364)  x 

= •

249040122,5 − 777505,2604 x x

CFRP menglami tarik

ε CFRP (400,3 − x)

=

0,004 x


ε CFRP =

0,004 (400,3 − x) x

F = AJ FJ  0,004  = (0,3)(400,3)  (400,3 − x)(231000)  x 

=

44418552,95 − 110963,16 x x

Dari persamaan gaya aksial yang terjadi pada kolom, maka garais netral dapat dicari melalui persamaan dibawah ini; Pn = 0 C S1 + C S 2 + CC − T − F = 0 8674,046 x 2 + 1728560,374 x − 394140351,8 = 0 x = 135,662 mm dari garis netral yang telah didapat dibuktikanlah daerah yang mengalami tekan dan tarik. •

Regangan dari tegangan dari tulangan tranversal ( f ' cc ),

ε CC = •

0,004 (95,662) = 0,00282 135,662


0,004 ( x − 70 ,3) x 0,004 = (135 ,662 − 70 ,3) 135 ,662 = 0,00192 < ε y = 0,002

ε S1 = ε S1 ε S1

Karena regangan pada tulangan baja 1- D20 lebih kecil dari pada regangan leleh bajanya sehingga tegangan f S 1 < f y . Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

 0,004  C S 1 = AS '  ( x − 70,3)200000 − 0,85 FCC '  x 

 0,004  = 924,477  (135,662 − 70,3)200000 − 0,85(29,364) 10-3 135,662  = 353,4671396 KN •

Beton yang mengalami tekan C C = 0,85 f CC ' a.b = 0,85(30,014)(0,85)(135,662)(400) 10 −3 = 1176,738428 KN

•

Tulangan 2- D20

ε s2 =

=

0,004 (200,3 − x) x

0,004 (200,3 − 135,662) 135,662

ε S 2 = 0,0019 < ε y = 0,002 , untuk tulangan ini tidak sesuai dengan asumsi sebelumnya dimana untuk tulangan ini mengalami tarik. Untuk tegangan yang terjadi f S 1 < f y C S 2 = AS 2 ( f S 2 − 0,85 f CC ' )  0,004  = 628,318 (200,3 − x)200000 − 0,85(30,014)10 −3  x 

= 628,318[(0,0019)(200000) – 0,85(30,014)] 10 −3 = 222,731254 KN •


ε S3 =

0,004 (330,3 − x) x


=

0,004 (330,3 − 135,662) 135,662

= 0,0057 > ε y = 0,002 Tulangan ini sesuai dengan asumsi sebelumnya yang mengatakan bahwa untuk tulangan ini mengalami tarik. Untuk tegangan yang dipakai f S 3 = f y = 400 MPa T = AS 3 ( f y − 0,85 FCC ' )

= 942,477[400 − 0,85(29,364)]10 −3 = 353,4671396 KN •

Pembungkus kolom CFRP

ε CFRP =

=

0,004 (400,3 − x) x

0,004 (400,3 − 135,662) 135,662

= 0,0078 F = AJ FJ  0,004  = (0,3)(400,3)  (400,3 − x)(231000)  x 

=

44418552,95 − 110963,16 x x

=

44418552,95 − 110963,16(135,662) −3 10 135,662

= 216,4575838 KN

Momen yang terjadi pada kolom M n = C S 1 (130) + C C (200,3 −

0,85 x ) + T (130) + F (200) 2


0,85(135,662)   = 353,4671396 (130) + 1176,738428  200,3 − + 2  

353,4671396 (130) + 216,4575838 (230) = 303047,2375 KNmm = 303,0472375 KNm M R = φM n = (0,65)( 303,0472375) = 196,9807044 KNm

Titik 3. Eksentrisitas, e = 120 mm B

As = 8D20

As3

H

As'

As2

d'

d

Pn e = 120 mm

As3

As2

As'

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced x = 135,372 mm Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

0,003 a = 0,85 x 0,85fcc'

ε uj ε S 3

εS2

ε S1

Gambar 4.9: Gaya tekan pada jarak e = 120 mm (confinement_CFRP) •


[

]

C S 1 = AS ' f y − 0,85 FCC '

= 942,477 [400 – 0,85(29,364)] = 353467,1396 N •


ε S2 ( x − 200,3)

ε S2 =

=

0,004 x

0,004 ( x − 200,3) x

C S 2 = AS 2 ( f S 2 − 0,85 f CC ')  0,004  = 628,318 ( x − 200,3)200000 − 0,85(30,014)  x 

= •

486624,814 x − 100681676,3 x

Beton mengalami tarik C C = 0,85 f CC ' a.b = 0,85(30,014)(0,85x)(400) = 8674,046 x


•

Diasumsikan mengalami tarik

ε S3 (330,3 − x)

ε S3 =

=

0,004 x

0,004 (330,3 − x) x

 0,004  T = 942,477  (330,3 − x)200000 − 0,85(29,364)  x 

= •

249040122,5 − 777505,2604 x x

CFRP mengalami tarik

ε CFRP (400,3 − x)

ε CFRP =

=

0,004 x

0,004 (400,3 − x) x

F = AJ f J  0,004  = (0,3)(400,3)(231000)  (400,3 − x)  x 

=

44418552,95 − 110963,16 x x

Daerah momen sangat kecil yang terjadi pada daerah plastis. Daerah momen tersebut bergeser kedaerah eksentrisitas, e = 120 mm. M n = C S 1 (130) + C C (200,3 −

0,85 x ) − T (130) − F (200) 2

 − 3686,46955 x 3 + 1740881,032 x 2 + 169219044,1x − 41258926520   M n =  x   Dari hasil iterasi didapatkan bahwa garis netral adalah x = 135,372 mm Gaya-gaya yang terjadi untuk kondisi ini adalah; Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

•


ε S1 =

0,004 (135,372 − 70,3) 135,372

= 0,00192 < ε y = 0,002

Karena regangan pada tulangan baja 1- D20 lebih besar dari pada regangan leleh bajanya sehingga dipakai tegangan dimana f S 1 < f y . C S 1 = AS ' [ f S 1 − 0,85 FCC ']  0,004  = 942,477  (135,372 − 70,3)200000 − 0,85(29,364)10 −3 135,372  = 338,9079405 KN •

Tulangan 2- D20

ε S2 =

0,004 (200,3 − 135,372) 135,372

ε S 2 = 0,00191 < ε y = 0,002 tulangan ini tidak sesuai dengan asumsi sebelumnya. Tulangan ini mengalami tarik. Tegangan yang terjadi f S 1 < f y C S 2 = AS 2 ( f S 2 − 0,85 f CC ')  0,004  = 942,477  (200,3 − 135,372)200000 − 0,85(30,014)10 −3 135,372  = 337,5851849 KN •

Beton mengalami tekan C C = 0,85 f CC ' a.b = 8674,046 x = 8674,046 (135,372)10-3


= 1174,222955 KN •


ε S3 =

0,004 (330,3 − 135,372) 135,372

ε S 3 = 0,0057 > ε y = 0,002 .

tegangan yang terjadi f S 1 = f y = 400 MPa

[

]

T = AS 3 f y − 0,85 FCC '

= 942,477[400 − 0,85(29,364)] 10 −3 = 353,4671396 KN •

CFRP mengalami tarik

ε CFRP =

0,004 (400,3 − 135,372) 135,372

= 0,0078 F = AJ f J =

44418552,95 − 110963,16(135,372) [10-3] 135,372

= 217,1589993 KN •

Momen yang terjadi pada daerah eksentrisitas kolom 0,85 x   M R = C S 1 (10) + C C  200,3 −  + C S 2 (120) + T (250) + F (320) 2  

= 369397,1375 kNmm (10-3) = 369,3971375 kNm M n = (369,3971375)(0,65) = 240,1081394 kNm Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

•

Pn =

Beban aksial yang terjadi pada pusat eksentrisitas kolom

M n 240,1081395 = 120 (120)10 −3 = 2000,901161 kN

Titik 4. Keadaan seimbang ( M nbalanced ; Pnbalanced ) Dimana keadaan ini regangan maksimum saat terluar dari beton tak terkekang adalah 0,003 sedangkan beton terkekang tulangan tranversal regangan dicari dan untuk beton terkekang dengan CFRP dicari. Baja tulangan dianggap telah mengalami leleh regangan 0,002. dari hubungan ini diperoleh nilai dari garis netral balanced (x b ) dengan rumus perbandingan segitiga B

As = 8D20 As3

As2

H

As'

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. d' USU Repository © 2009 d

e = eb

Pn = Pb

ε ccu ε S 3

ε S 2 ε S1

Gambar 4.10: Gaya tekan pada keadan seimbang (confinement_CFRP)

•

Tegangan untuk beton yang tidak terkekang oleh tulangan tranversal atau

berada pada kekangan CFRP adalah FCC ' = 29,364 N/mm 2

ε ccu = 0,004 +

2,5 ρ ss f uj ε uj f CC '

ε uj = ε t = direncanakan 0,004 sehingga f j = 0,004 E j = 0,004(231000) = 924 Mpa f uj = 0,5 f j = 0,5(924) = 462 Mpa

ρ ss =

4t j D

=

4(0,3) = 0,003 400


f CC ' = 30,014 MPa

ε ccu = 0,004 +

2,5(0,003)(462)(0,004) = 0,00446 ( regangan terlindung CFRP 30,014

daerah tekan ) Garis netral ( xb ) dicari dengan menggunakan persamaan perbandingan segitiga, regangan beton ε uc = 0,003 (daerah tarik). xb d = (0,00446) (0,00446 + 0,003)

400,3 (0,00446) = 239,321 mm (0,00446 + 0,003)

xb = •


ε S1 169,021

ε S1 =

=

0,00446 239,321

0,00446 (169,021) = 0,00314 > ε y = 0,002 239,321

Pakai f S 1 = f y = 400 MPa C S 1 = AS '[ f y − 0,85 FCC ' ] 10 −3

= 942,477[400 − 0,85(29,364)] 10 −3

= 353,4671396 KN •


ε S2 39,021

ε S2 =

=

0,00446 239,321

0,00446 (39,021) = 0,00072 < ε y = 0,002 239,321


Dengan demikian untuk f S 2 < f y C S 2 = AS 2 [ f S 2 − 0,85 f CC ' ] 10 −3  0,00446  (39,021)200000 − 0,85(30,014)10 −3 = 628,318  239,321  = 75,35268401 KN •

Beton mengalami tekan

C C = 0,85 f CC ' ab = 0,85(30,014)(0,85)(235,321)(400)10 −3 = 2041,185179 KN •


ε S3 95,069

=

ε S3 =

0,00446 235,321

0,00446 (95,069) = 0,0018 < ε y = 0,002 f S 3 < f y 235,321

T = AS 3 [ f S 3 − 0,85 FCC ' ]  0,00446  (95,069)200000 − 0,85(29,364)10 −3 = 942,477   235,321  = 316,1124475 KN

•

CFRP yang mengalami tarik

ε CFRP = =

0,00446 (400,3 − x) x

0,00446 (400,3 − 235,321) 235,321

= 0,00312


•

F = AJ f J  0,00446  = (0,3)(400,3)(231000)  (400,3 − x) x  

 0,00446  = (0,3)(400,3)(231000)  (400,3 − 235,321)10 −3  235,321  = 86,74044883 KN Beban aksial seimbang yang terjadi pada kolom Pnbalanced = C S 1 + C S 2 + C C − T − F =353,4671396+75,35268401 +2041,185179 -316,1124475 -86,74044883 = 2067,152106 KN Momen seimbang yang terjadi pada kolom 0,85 x   M nbalanced = C S 1 (130) + C C  200,3 −  + T (130) + F (200) 2   0,85 x   Pb e = C S 1 (130) + C C  200,3 −  + T (130) + F (200) 2  

(2067,152106) e = 309100,989

e = 149,528 mm Eksentrisitas dalam keadaan seimbang, maka eb = e + 200,3 eb = 349,829 mm

φPb = 0,65(2067,152106) = 1343,648869 KN M R = φPb eb = 1343,648869 (349,829)10-3 = 470,0473402 KNm

Titik 5. Eksentrisitas besar ( M n = 0 ; Pn = aksial tarik maksimum atau tekan minimum ) Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

Beban aksial yang bekerja pada kolom B

As = 8D20 As 3

As 2

H

As' d'

d

e = besar

As 3

As 2

Pn

As'

Gambar 4.11: Gaya tarik aksial maksimum (confinement_CFRP)

φPn = φPn ( maks ) = (0,65)[ f y ASt + A j f j ] = (0,65)[(400)(942,477) + 4(0,3)(400)(924)] 10 −3 = 533,33202 KN Dari hasil perhitungan yang sebelumnya dilakukan dapat dibuat kedalam tabel. Tabel 4.2: Perubahan peningkatan kuat beban aksial dan momen dengan mengunakan CFRP dalam pemakaian tebal (tj = 0,3mm) pada kolom confinement Kuat beban aksial

Kuat momen

e, (mm)

φPn ,(KN)

φPn e (KNm)

kecil

3346,447177

0-kecil

∞

0

196,9807044

120

2000,901161

240,1081394

349,829

1343,648869

470,0473402

besar

-533,33202

0

4000

1 Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Marolop Tua 3500 Sianipar titik : Analisa Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009 3000 2500 2000 1500

titik 3 titik 4

φPn (kN ) titik 2 titik 5 M n (kNm) Gambar 4.12: Diagram tebal, (t j ) = 0,3 mm 4.2.2). Tebal CFRP = 0,5 mm

e, (mm) kecil ∞ 120 346,876 besar

Kuat beban aksial φPn ,(KN) 3736,902371 0 2132,423429 1399,616835 -725,52402


Kuat beban aksial

Kuat momen φPn e (KNm)

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -500 0

100

200

300

400

500

600

-1000

Gambar 4.13: Diagram tebal, (t j ) = 0,5 mm 4.2.3). Tebal CFRP = 0,7 mm

e, (mm)


φPn ,(KN) kecil ∞ 120 351,035 besar

4105,164535 0 2269,985971 1404,557931 -917,71602

0-kecil 232,2499779 272,3983165 493,0489934 0


Kuat momen φPn e (KNm)

5000 4000 3000 2000 1000 0 0

100

200

300

400

500

600

-1000 -2000

Gambar 4.14: Diagram tebal, (t j ) = 0,7 mm

4.2.4). Tebal CFRP = 1,0 mm

e, (mm) kecil ∞ 120 357,633 besar

0-kecil 240,3153735 300,0607518 502,0520323 0

5000 4000 3000 2000 Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer 1000 (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009 0 0 -1000 -2000

100

200

300

400

500

600

Gambar 4.15: Diagram tebal, (t j ) = 1,0 mm Perubahan kekuatan tekan beton ( fC’ ) Kuat beton Kuat beton dengan Kuat beton dengan confinement(fCC’) dan (fC’ ), MPa confinement ( fCC’ ), CFRP (FCC’), MPa MPa t= t= t= t= 0,3mm 0,5mm 0,7mm 1,0mm 25 30,014 29,364 31,785 33,935 36,767 30 35,072 34,449 36,983 39,254 42,298 35 40,114 39,506 42,119 44,499 47,727 40 45,147 44,532 47,251 49,702 53,060 Dengan memakai CFRP yang semakin tebal akan membuat perubahan tekan menjadi lebih besar begitu juga gaya aksial dan momen lentur yang akan dipikulnya. Dengan begitu dalam pemakaiannya akan memberi pengaruh yang besar terhadap struktur bangunan.

4.3).

Pengaruh Kuat Tekan Beton ( fC’)

Kolom bujur sangkar memiliki karakteristik-karakteristik sebagai berikut: -

Diameter kolom

: 400 mm

-


: 20 mm

-


: 10 mm

-


: 8 buah

-


: 400 MPa


-


: 240 MPa

-


: 130 mm

-


: 0,003

-

ES

: 2x10 5 MPa

-

Tebal selimut beton

: 40 mm

-

Tebal lapisan CFRP

: 0,3 mm

Dari data diatas maka dapat dicari; 4.3.1). Kuat tekan beton (fC’) = 30MPa

e, (mm) kecil ∞ 120 364,721 besar



4000 3500 3000 2500 2000

φPn (kN )

1500 1000 500 0 -500 0 -1000

100

200

300

400

500

600

700

M n (kNm)


Gambar 4.16: Diagram kuat tekan beton, (fc ‘ ) = 30 MPa 4.3.2). Kuat tekan beton, (fC’) = 35MPa Kuat beban aksial φPn ,(KN) 4177,006993 0 2202,52067 1804,768074 -533,33202

e, (mm) kecil ∞ 120 322,985 besar


5000 4000 3000

φPn (kN )2000 1000 0 0

100

200

300

400

500

600

700

-1000

M n (kNm) Gambar 4.17: Diagram kuat tekan beton, (fc ‘ ) = 35 MPa

4.3.3). Kuat tekan beton, (fC’) = 40MPa

e, (mm) kecil ∞ 120 331,835 besar



5000 Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. 4000 USU Repository © 2009 3000 2000

φPn (kN )

M n (kNm) Gambar 4.18: Diagram kuat tekan beton, (fc ‘) = 40 MPa Meningkatnya kuat tekan beton akan membuat gaya aksial, dan momen semakin maksimum. Selain itu juga, kolom yang terkekang oleh tulangan tranversal akan membuat gaya aksial dan momen semakin besar.

4.4).

Pengaruh Dimensi Kolom (B, H)

Selain pengaruh dari tebal lapisan CFRP perubahan besar dimensi pada kolom juga akan mempengaruhi, kuat tekan beton, beban aksial, dan momen. Kolom bujur sangkar memiliki karakteristik-karakteristik sebagai berikut: -


: 25 MPa

-


: 20 mm


-


: 10 mm

-


:8

-


: 400 MPa

-


: 240 MPa

-


: 130 mm

-


: 0,003

-

ES

: 2x10 5 MPa

-

Tebal selimut beton

: 40 mm

Dari data diatas, maka didapatlah data-data sebagai berikut beserta diagram interaksi kolom; 4.4.1). Dimensi 500mm x 500mm

e, (mm) kecil ∞ 120 403,696 besar



6000 5000 4000 3000

φPn (kN )

2000 1000 0 0

200

400

600

800

-1000

M n (kNm)


Gambar 4.19: Diagram dimensi (B, H) = 500 mm x 500 mm

4.4.2). Dimensi 600mm x 600mm

e, (mm) kecil ∞ 120 501,218 besar



7000 6000 5000 4000 3000

φPn (kN )

2000 1000 0

-1000

0

500

-2000

1000

1500

M n (kNm)

Gambar 4.20: Diagram dimensi (B, H) = 600 mm x 600 mm

4.4.3). Dimensi 700mm x 700mm

e, (mm) kecil ∞ 120 574,065 besar



Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. 10000 USU Repository © 2009

8000 6000

φPn (kN )

M n (kNm) Gambar 4.21: Diagram dimensi (B, H) = 700 mm x 700 mm Dari gambar diagram yang ada terlihat bahwa gaya aksial tekan maksimum semakin bertambah setara dengan perubahan besar dimensi pada kolom, hal ini disebabkan karena gaya aksial sumbangan dari beton berbanding lurus dengan empat kali panjang sisi kolom. Sedangkan nilai gaya tarik maksimum juga mengalami perubahan namun perubahannya sangat kecil. Perubahan dimensi ini menyebabkan jarak antar tulangan juga berubah hal ini dimaksudkan agar jarak tebal beton tetap serta menghindari terjadinya kehancuran pada beton. Begitu juga untuk momen yang semakin bertambah seiring perubahan dimensi untuk kolom.

Perubahan besar gaya aksial dan momen dapat ditunjukan dengan nilai persentase yang dibuat kedalam tabel berikut ini antara kolom confinement dengan kolom confinement _ CFRP. tabel. persentase kenaikan kolom confinement terhadap kolom confinement_CFRP

Aksial Maksimum

Satuan kN

CC 2700,77769

CC_CFRP 3346,447177

%kenaikan 23,906


Aksial Balanced Momen Balanced Momen Lentur Murni Aksial Minimum

kN kNm kNm kN

1116,34972 412,9254817 84,46906862 - 240,36402

1343,648869 470,0473402 196,9807044 -533,33202

20,360 13,833 133,198 121,885

Kenaikan gaya aksial dan momen akan semakin bertambah dengan pemakain tebal, tekan, dan dimensi yang semakin ditambah.

4.5). Merencanakan dimensi dan tulangan kolom Rencanakan dimensi dan tulangan pada kolom bujur sangkar yang menopang beban kerja aksial, yang terdiri dari beban mati 1400 KN dan beban hidup 650 KN, kolom pendek f 'C = 30 MPa, f y = 400 MPa, gunakan ρ g = 0,003 . Analisa perhitungannya: Kuat bahan dan diperkirakan ρ g telah ditentukan Beban rencana terfaktor adalah: Pu = 1,6(650) + 1,2(1400) = 2720 KN Luas kotor penampang kolom yang diperlukan adalah: Ag =

=

Pu 0,8φ{0,85 f 'C (1 − ρ g ) + f y }

2720(10) 3 0,8(0,65){0,85(30)(1 − 0,03) + 400(0,03)}

Ag = 109403 mm2

Ukuran kolom bujur sangkar yang diperlukan menjadi: 109403 = 330 mm Jika dipakai tebal CFRP (high modulus) kolom 0,5 mm, E=300000 MPa. Maka ukuran penampang permukaan kolom yang dipakai pada perencanaan ini yaitu: Ag perlu = Ag − 54701,5 Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

= 109403 – 4(330)(0,5) = 108743 mm2 Dimensi penampang permukaan kolom bujur sangkar B, H = 108743 = 329,76 mm Maka ditetapkan ukuran (B,H) = 350 mm Ag aktual = (350) 2 = 122500 mm2

Dari perencanaan diatas maka beban yang dapat dipikul oleh beton f ' cc = f ' c [1 + k e (k c − 1)] f j = E jε a

Dimana,

ε t≤ ε j ,u

ε t = 0,5ε a ambil ε a = 0,004 f j = 0,004 E j

= 0,004 (300000) = 1200 N/mm 2 Jaket CFRP yang mengikat tegangan lateral, f l , j

f l , jx = 2.

= 2.

tj h

fj

(0,5) (1200) 350

= 3,428 N/mm2

f l , jy = 2.

tj b

fj


= 2.

(0,5) (1200) 350

= 3,428 N/mm 2 Faktor penambah kekuatan terhadap tegangan triaxial (α 1 ) 

α 1 = 1,251,8 1 + 7,94 

 Fl  F  − 1,6 l − 1 f c '  f c ' 

 3,428  3,428   − 1,6 = 1,251,8 1 + 7,94 − 1 30  30   = 1,628 Faktor reduksi Karena panjang dengan lebar pada kolom untuk ukurannya adalah sama, maka nilai f l , jx = f l , jy = f l = 2,64 N/mm 2

 f  f α 2 = 1,4 l − 0,6 l  Fl  Fl

2  F   − 0,8 l + 1  f c ' 

2  3,428  3,428  3,428  = 1,4 − 0,6 +1  − 0,8  3,428   3,428  30

=1

Faktor penambah kekuatan beton k c = α 1 .α 2 = (1,628)(1) = 1,628 Rasio area effektif yang terlindung oleh CFRP


ke =

[bh − (4r

2

)]

− πr 2 − 1 3(b − 2r ) − 1 3(h − 2r ) bh − 4r 2 − πr 2

[(350)(350) − (4.10 =

2

(

2

)

)]

− π .10 2 − 1 3(350 − 2.10 ) − 1 3(350 − 2.10 ) (350)(350) − 4.10 2 − π .10 2

2

2

(

2

)

= 0,406 Pertambahan kekuatan beton akibat pemakaian CFRP pada kolom f cc ' = f c ' [1 + k e (k c − 1)] = 30[1 + 0,406(1,628 − 1)] = 37,649 N/mm 2 Maka kuat beban aksial maksimum setelah diberi CFRP pada permukaan kolom adalah:

φPn ( maks ) = 0,8φ{0,85 f 'C ( Ag − ASt ) + f y ASt + A j f j } = 0,8(0,65){0,85(38,182)(122500-6434)+(400)(6434) + (980)(924)10-3 = 3767,923749 KN Beban pada daerah beton Pb = φ {0,85 f 'CC ' Ag (1 − ρ g ) + A j F j }

= 0,65{0,85(37,649)(122500)(1 − 0,03) + 4(0,5)(350)(1200)}10-3 = 3017,68744 KN Dengan demikian kolom mampu memikul beban yang lebih besar dari beban yang terjadi. Beban yang dapat disangga oleh batang tulangan baja adalah: 3017,68744 - 2720 = 297,68744 KN


Kekuatan maksimum yang disediakan oleh batang tulangan baja adalah φASt f y , maka luas penampang batang tulangan baja yang diperlukan dapat dihitung sebagai berikut:

ASt perlu =

297,68744(10) 3 = 1431,189615 mm2 0,8(0,65)(400)

Digunakan satu macam ukuran batang tulangan baja yang dipasang merata di sepanjang keliling sengkang. Digunakan 4 batang tulangan baja D22. nilai ρ g akan lebih kecil dibandingkan dengan asumsi sebelumnya 1 πD 2 1 π (22) 2 ASt = 4 = 4 = 0,0031 < ρ g ρ g ada = 122500 Ag Ag Pada tulangan tranversal D10 direncanakan. Jarak spasi tidak boleh lebih besar dari: 48 kali diameter batang tulangan sengkang = 48(10) = 480 mm 16 kali diameter batang tulangan memanjang = 16(22) = 352 mm Ukuran kolom arah terkecil (lebar) = 350 mm Gunakan batang tulangan baja D10 untuk sengkang, dengan jarak spasi p.k.p. 150mm periksa susunan tulangan pokok dan sengkang. Jarak bersih batang tulangan pokok bersebelahan pada sisi kolom adalah: 1 {350 − 80 − 20 − 3(22)} = 92 < 150 mm 2 Dengan demikian tidak perlu tambahan batang pengikat tulangan pokok kolom.

Maka dimensi kolom dapat direncanakan sebagai berikut: B = 350 mm

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced CFRP Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

As

A s' tulangan utama

Gambar 4.22: Dimensi kolom

BAB V

KESIMPULAN Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

5.1

KESIMPULAN Setelah melakukan kajian dan analisa terhadap kolom confinement dan

CFRP, maka dapat ditarik kesimpulan, yaitu: a. Untuk kolom confinement (dengan tulangan tranversal) 1. Tulangan tranversal memberikan pengaruh pada tegangan dan regangan pada kolom. 2. Daerah terluar pada beton yang tak terkekang mempunyai regangan 0,003. 3. Dalam perhitungan kolom beton, nilai kuat tekan beton terkekang

oleh

tulangan

tranversal

(fCC’)

akan

meningkatkan kapasitasnya akibat pengunaan tulangan ini. 4. Dalam kondisi ini tulangan tranversal mampu memikul gaya aksial dan momen lentur.

b. Untuk kolom confinement dan CFRP 1. letaknya yang di luar mengitari bidang kolom memberikan pengaruh tarik yang besar. 2. semakin besar kuat tekan beton, dimensi, dan CFRP kolom akan membuat kolom semakin besar dalam menahan gaya aksial dan momen lentur kolom. 3. Jumlah dan ukuran dimensi tulangan dapat dikurangi dengan menggunakan CFRP yang lebih tebal. 4. Pada perhitungan kolom beton, nilai kuat tekan beton yang terkekang oleh tulangan tranversal (fCC’) dan terkekang Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer (Cfrp), 2009. USU Repository © 2009

CFRP (FCC’) semakin meningkatkan kapasitas gaya aksial dan momen maksimum kolom masing-masing sebesar 23,906% dan 133,198% terhadap gaya aksial dan momen lentur yang hanya menggunakan tulangan tranversal saja.

5.2

SARAN Saran yang dapat diberikan setelah didapatkan kesimpulan dari tugas akhir

ini adalah: 1. Pemasangan CFRP hendaklah jauh dari lokasi yang berhubungan langsung dengan panas karena bahannya yang mampu bereaksi dengan suhu yang tinggi hingga menyebabkan kerusakan pada perekat (epoxy). Dapat pula CFRP tersebut dilapisi dengan mortar untuk meghindari gangguan yang berada di luar. 2. untuk kolom yang memiliki dimensi yang besar hendaklah digunakan tulangan dengan jumlah yang banyak dan diameter yang besar pada kolom atau menggunakan CFRP yang lebih tebal.

DAFTAR PUSTAKA


1. Park, R & Paulay, T. Reinforced Concrete Structure, New York, John wiley & Sons, 1975. 2. Ferguson, Phill M. Dasar-Dasar Beton Bertulang, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1991. 3. Diphohusodo, Istimawan. Struktur Beton Bertulang, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Umum, Jakarta, 1994. 4. Indrawan, Benjamin, & Maranata, Merry N. Analisis Kolom Beton Bertulang dengan Menggunakan Carbon Fiber Reinforced Polymer, Jurnal. Banten, 2003. 5. Hartono. Perbaikan dan Perkuatan Struktur Beton, jurnal. Jakarta. 2005. 6. SK SNI 2002.


ANALISA KOLOM BETON BERTULANG YANG DIPERKUAT DENGAN CARBON FIBER REINFORCED POLYMER (CFRP)

Recommend Documents