ProsidingPertemuanIlmiah SainsMater 1996
un BEBAN SKALA PENUH STRUKTUR BETON PRESLAB1 Sigit Dannawan2, Dicky RezadyMunaf, IskandarKadi~, Firdaus2 ABSTRAK
VJI BEBAN SKALA PENUH STRVKTUR BETON PRESLAB. Vji pembebananyang telah dilakukan terhadap struktur beton preslabdimaksudkanuntuk mengetahuiperilaku sebenarnya di lapangandibawahbebanvertikal, yang dalamhal ini digunakanbebandari air. Disain struktur preslabtersebut,yang telah diproduksi oleh PT. Adhi Karya -Unit Adhi Beton Pracetak,tergolongrelatif masihbarDdi Indonesia,oleh karenanyauntuk keperluankonstruksiperlu dilakukanpenelitiantentang keandalanunjuk kerjanya. Penelitian,yang telah dilakukan di laboratorium Struktur clanBahan, JurusanSipil -rrB, selain dilakukansecaraeksperimental,dilengkapipula dengankajian analitis berdasarkandata-datastrukturalkeseluruhanlantai yang terbentuk. Vji beban dilakukan pada dua buah preslabdenganukuran lebar masing-masing1,7375m' clan 2,1875 m', yang keduanyamemiliki panjang4,485m'. Tebal preslabadalah6 cm (mutu K -500), sedangketebalantopping concrete8 cm (mutu K-350). Desain konstruksi uji dibuat sedemikianrupa sehinggamendekatikondisi pelaksanaannya di lapangan. Pengujian pembebanandilakukan untuk 3 siklus pembebanan (loading-unloading)denganketinggianair maksimum1,630m', yang identik dengan beban merata 1.630 kg/m2. Hasil pengujian rnenunjukkanperubahanresponsstruktur preslabdengan munculnya perubahansifat perletakandi kedua tepinya,karenatimbulnya retakpada tumpuanyang memangdirancangdemikian dalam pengujian ini. Perubahanresponstersebutjuga diakibatkan oleh terjadinya retak pada penampangpreslab. Namun secara struktural, preslab menunjukkankinerja tinggi dalam memikul bebanrencana, yaitu memenuhi persyaratankekuatan clan kekakuan. ABSTRACT FULL SCALE LOADING TEST OF PRESLAB CONCRETE STRUCTURE. This work was carriedout to show the behaviourof preslabconcretestructureundervertical loading obtainedfrom water as testload. Both full scalelaboratorytest and analitycalassesment have beendone in this research.Two specimensof concretepreslab(producedby PT. Adhi Karya -Unit Adhi Beton Pracetak)wereinvestigated.This product is relatively new, so that it is important to demonstrateits performance underdesign load beforeits applicationin real structures.Both of thesespecimenshave4.485 m' in length and eachspecimens have 1.7375m' and 2.1875m' in width respectively.The K-500 concretepreslabthicknesswas60 rnrn and the topping concrete (K-350) was 80 rnrnthickness.In this experiment,the structuralconditionsof specimenswere madeclose to the real conditions in thebuilding. suchas its (temporareand fixed) supports.Threeloading-unloadingcycleswere carriedout with 1.630m' of the water depth, which is equal to 1,630 kg/m2 uniform load. The experimentalresults are approximatively correspondto the analytical ones,as well as thevariation of condition of its supportsor reductionof stiffnessdue to crackson the cross sectionof preslab. According to theseresults,it can be shown that the concretepreslabhold the conditions of strengthand stiffness for designedstructures.
PENDAHULUAN Pada umumnya untuk mengetahui lebih pasti kinerja suatu elemen konstruksi,
diperlukan suatu pengujian pembebanan langsung terhadap elemen tersebut. Hal ini kadang perlu dilakukan, meskipun diperlukan biaya dan peralatan uji konstruksi yang tidak sedikit/sederhana, yaitu bilamana data konstruksi yang ada kurang mendukung untuk dapat dilakukannya suatu kajian analitik/ numerik ataupun diperlukan untuk mengkonfirmasikan atas basil yang didapat melalui kajian numerik tersebut. Ataupun pada konstruksi yang bersifat strategis/urgent. adalah perlu dilakukan pengujian pembebanan
terhadap
komponen-komponen struktural
pembentuknya. Ini dimaksudkan (salah satunya) untuk menjaga keselamatan investasi (besar) yang akan ditanarnkan. Adalah merupakan suatu keadaanyang "sempurna" bilamana kedua hal tersebut (kajian numerik dan eksperimental) dapat dilakukan sekaligus dalam setiap penyelesaian permasalahan konstruksi bangunan sipil khususnya. Namun hal ini kadang atau bahkan tidak mudah/mungkin untuk dilaksanakan mengingat keterbatasan yang ada, rnisal dana, peralatan / ruang / tempat atau lahan uji, waktu
yang mendesak,situasilkondisimaupunSDMnya. Sehinggadalam beberapahal praktis, pekerjaan uji beban tidak (dapat) selalu dilaksanakan. Dalam hal demikian, maka perencanakonstruksiharus dapat meyakinkan user akan hasil perhitunganclanrancangannya yang telah diperolehnya,clan menjaminbahwa apa yang telah dilakukannya adalah benar. Sehinggadalam kondisi demikian, perencana dituntut mempunyai pengalaman cukupl memadai dalam hal pekerjaan yang ditanganinya. Namun demikian, apa yang menyangkut produk teknologi yang akan dipasarkan secara meluas untuk keperluan konstruksiyang berupa komponen-komponen terutamayang bersifatstrukturaladalahmutlak perIn dilakukan uji beban yang disesuaikan dengan peranan/fungsinya di lapangan nantinya. Hal ini adalah penting, yaitu untuk memberikankeamananclan kenyamananbagi user, sehingga user dapat diyakinkan oleh produsenatasproduktersebut. Makalah ini akanmenyampaikanuraian atas pelaksanaanclan hasil pengujian melalui loading test struktur lantai yang dibentuk melalui kombinasi antara preslab -KSOO (produk PT. Adhi Karya) yang ditambahkan
Dipresentasikan padaSeminar Ilmiah PPSM 1996
2. Peneliti di Laboratorium Struktur dan Bahan, Jurusan Teknik Sipil -FTSP -ITB
521
lagi bagian atasnya dengan structural topping concrete K-350. Bagian permukaan atas preslab yang telah dikasarkan menjamin ikatan/ bond dari beton baru dengan beton lama preslab. Penelitian melalui uji beban pada struktur lantai beton dilakukan untuk mengetahui perilaku sebenarnya preslab pada saat memikul beban layan (service load) yang direncanakan, khususnya beban vertikal. Dari basil uji pembebanan ini sifat clan tingkat keandalan dari struktur beton preslab tersebut akan dapat diketahui. Sebagaimana diketahui, bahwa dengan digunakannya struktur preslab didalam konstruksi bangunan gedung, maka kebutuhan material untuk bekisting/perancah lantai dapat dikurangi secara siknifikan. Demikian pula waktu pelaksanaan konstruksi clan biaya tenaga kerja dapat ditekan. Namun demikian ketebalan clan dimensi arab lateralnya harus dibuat secara optimal sehingga kemudahan fabrikasi clan pengangkatan atau mobilisasinya masih tetap dipertimbangkan didalam fabrikasinya, selain sistem perkuatan clan pengaruh yang ditimbulkan akibat mobilisasinya. Bila bentang preslab cukup panjang, maka didalam pekerjaan persiapan pembetonan di lapangan, yaitu pada saat struktur preslab tersebut tertumpu di alas dua tumpuan permanen, maka struktur preslab masih memerlukan temporary support untuk menghindari kerusakan atau deformasi permanen yang mungkin, baik akibat berat sendiri preslab maupun akibat beban beton segar (dan tulangan tambahan) yang berada di atasnya. Pada struktur preslab yang diuji, sebelum preslab dipasang, telah disiapkan terlebih dahulu sistem tumpuan yang memungkinkan sebuah struktur preslab akan tertumpu di 3 (tiga) tumpuan, yang mana salah satu tumpuan berada tepat di tengah bentang, yang sifatnya sementara, yang akan dilepas! dibongkar pada saat pengujian beban dilaksanakan. Karena dalam satu penampang pelat lantai terjadi perbedaan waktu pengecoran beton (beton preslab clan topping concrete), selain mutu yang berbeda clan tegangan awal yang terjadi hanya pada penampang pres labnya saja, maka sebenarnya penampang pelat lantai akhir yang terbentuk dapat dikatakan sebagai penampang komposit, selain daripada keberadaan kandungan baja tulangan clanwire! tendon itu sendiri dalam penampang lantai dapat berkontribusi terhadap sifat komposit dari penampang. Berdasarkan data permasalahan yang ada, maka penelitian ini dilakukan untuk : .Mengetahui perilaku elemen precast dari preslab secara experimental dengan uji
522
beban insitu tennasuk pengamatan evolusi retak yang terjadi. .Mengetahui degree of structure reversibility (derajat respon balik) dari struktur lantai ditinjau terhadap nilai defleksi yang terjadi. Pekerjaan pengujian struktur melalui loading test ini perlu dilakukan bilamana keandalan dari struktur tersebut tidak dapat diperoleh secara baik melalui data-data material pembentuknya saja. Selain itu, perilaku sebenarnyadari struktur dalam merespon beban yang diberikan dapat diketahui lebih pasti dengan pengujian seperti tersebut. Tujuan utama pekerjaan ini secara umum adalah untuk mendemonstrasikankinerja struktur dibawah beban yang telah ditentukan di alas nilai beban perencanaan. Hal ini biasanya ditunjukkan melalui basil pengukuran defleksi struktur dibawah beban tersebut. Sekali lagi bahwa keperluan loading test juga diperlukan ketika keraguan timbul tentang kualitas dari konstruksi ataupun perencanaannya, ataupun munculnya kelemahan pada struktur akibat sudah terlalu lama difungsikan ataupun akibat lainnya, gempa misalnya. Hal ini mempunyai arti sangat penting dimana kepercayaan pemakai terhadap penggunaan elemenlstruktur adalah menjadi hal yang diutamakan.
TEORI Didalam uji eksperimental full
scale
terhadap suatu konstruksi atau clemen konstruksi bangunan adalah mutlak perlunya didahului oleh kajian teoritis sebelum pekerjaan pengujian lapangan/laboratorium dilakukan. Hal ini diperlukan untuk dapat memprediksi perilaku/keandalan struktur secara teoritis
terhadap beban
yang
akan
diberikan
(berdasarkan data yang ada), clan sekaligus untuk menghindari segala kemungkinan yang tidak diinginkan terjadi pada saat pelaksanaan pengujian,
misalnya
keruntuhan/rusaknya
benda uji yang dapat merusakkanperalatan ukur clan gagalnya pengujian. Untuk keperluan perhitungan estimasi kekuatan struktur selain data teknis struktur sendiri, maka kondisi sistem struktur terpasang (sifat tumpuan) juga perlu diperhitungkan didalam analisisnya. Berikut (lihat Gambar-l) adalah data dimensi (panjang, lebar clan tebal) eksisting struktur lantai clan data-data pendukung lainnya:
Preslab Panjang Lebar Tebal Mutu beton
= 4,485 m' = 1,7375m';2,1875m' = 6cm
Tendon
= dia.5mm
.fy tendon Jumlah tendon
Gaya tarik
= 15.230 kg/cm2 = 8 buah / m' Lebar peLat = 2245,89 kg / tendon
Tul. melintang
= dia.6mm
= K-500
Mutu betonfc'
Betoncor in-situ Tebal Penulangan Tul. tumpuan
perhitungan selengkapnya dapat dilihat pacta uraian perhitungan. Gambar berikut adalah idealisasi sistem struktur pelat lantai dalam kondisi akhir
= 8 cm (K-350) = wire mesh M7 polos -
fc' top. conc.= 0,83 x 35 = 29,05MPa fc' preslab= 0,83 x 50 = 41,50MPa
15 (U-39) x 2 lapis = mild steel dia. 18 -33
Penarnpang Komposit preslab : 836.7 mrn
(U-24)
Dalam perhitungananalitis diambil beberapa asumsiberikut : 1. Struktur lantai tertumpu diatas 3 (tiga) tumpuan permanen,dengan tumpuanluar bersifatjepit pada awalnya,yangmanapada suatu nilai deformasi rotasi tertentu sifat jepit akan berubah menjadi sendi karena retaknyabeton. Karena dalam penelitianini akandiperiksa juga evolusi crack yang mungkin terjadi, maka elevasipermukaanbawahpelat harus diletakkan sedemikiantingginya sehingga memungkinkan dilakukan pemeriksaan retak tersebut.Dalam hat ini telah dipasang kolom-kolom pendek sebagai pemikul balok-balokmelintangpelat. Datam hal ini, hubungan antara balok pinggir dengan kolom pendukunghanya terbuatdaTi beton murni (tanpa tulangan) sehingga dimungkinkanterjadi keretakanyang cukup besarpadajoint tersebut. 2. Sifat komposit daTi materialhanya ditinjau daTisegi materialpembentuknyasaja (tidak meninjauadanyainitial stresspada preslab akibatbebantoppingconcrete). 3. Tidak terdapattumpuansementaradi tengah bentang pada saat pengujian dilakukan, karena telah dibongkar sebelumpengisian air dimulai. 4. Struktur lantai dianalisis melalui sistem sumbuduadimensi. 5. Tidak terdapat adanya pelemahan penampang, misal adanya retak-retak rambutakibatmobilisasipreslab. 6. Material betondianggaphomogen. Dari basilkajian teoritis dapatdiprediksi bahwa retak dalam arab melintang ditengah bentangakanterjadi padabebanmeratasebesar 1.200 kg/m2yang dapat direalisasikandengan beban air dengan ketinggian 120 cm. Hasil
1000 mrn
Ec (top.)
4700" 29,05 =
Ec (pres)
= 0,8367 4700" 41,50
Lebar setelah dimodifikasi = 0,8367 x 1000 = 836,7 rom
Mencarititik beratpenarnpangbeton 30x60xlOOO+ lOOx836,7x80
= 66.91 mm
Yb =
60xlOOO + 836,7x80 Luas beton equivalent Ac Ac = 80 x 836,7 + 60x 1 000 = 126936 mm2
MomenlnersiaI penampangkomposit 1= 1/12 xl000 x 603 + (66,91 -30Y (1000 x 60) +1/12 x 836,7 x 803 + (66,91 -l00Y (836,7x 80) = 208731532 mm4
StatismomenS penampangkomposit st=I/Yt =208731532/(140-66,91) = 2855815,187 mm3 Sb= I / Yb = 208731532/ (66,91) = 3119586,489 mm3
523
f.
Jari-jari inersiar
Berdasarkanbatasan teganganpada serat bawah f :
~ = 1/ A = 208731532/135303 = 1644,38 mm2 ct = 140 -66,91 = 73,09 mm Cb= 66,91 mm e = 66,91 -30 = 36,91 mm
r
Penentuan kapasitas penampang di tengah bentang spesimen ke-2 (setelah tumpuan di balok pinggir retak. yaitu pada saat tumpuan balok pinggir menjadisengi).
= -Pe/A.,(1 + e ctIr1 + MI Sb~ £t
32100 = -(10x2021,301/0,126936) x (1+ 36,91 x 66,91 / 1644,38) + 1,46205 q /0,003119586
q2= 1534,97kg/m' (menentukan) Beban air untuk pengujian
2,599q
= 1534,97 -360 = 1198,97 kg/m'
Beratjenis air 130 , q
I
2,3192 qbalok Pada muka
4,56m
I
4,56m
Yair= 1000 kg/m3
I
Tinggi air h yang dapat dipikul pelat
1000x 1 x h = 1198,97kg/m h=1,28m'
MomenM di tengahbentang: M = 1/8 q 4,562= 2,599q
Kontrol teganganpada serat atas f :
Tegangan ijin (tarik, tekan) fc, ft beton
f
fc = 0,45 fc' topping = 0,45x29,05 = 13,0725MPa = 130,73kg/cm2
= Pe/Ac;(1 -e ct I~) -MISt ~ fc = -(10x2021,3011 0,1269) (1 3,691x 7,309/16,4438) -1,462 x 1534,97 10.0028558 = 102006,0016 -675700 = -573700 kg/m2 = -57,37 kg/cm2< .fc = -130,73kg/cm2
= 6vfc' = 6 V 6018,85= 465,487psi = 3,21 MPa = 321000kg/m2 Gaya tarik awal Pi wire
Penentuankapasitaspenampangdi tumpuan tengah:
Pi = 2245,89 kg per 1 wire 0-5 mm
As) = 763 mm2 ;
Gaya efektif prestress Pe dengan asumsi kehilanganpayaprategangyang terjadi 10%: Pe = 0.9 x 2245,89= 2021,301kg (per 1 wire 0-5 mm) Jumlah tendon 10 buah/m' lebar pelat
Bebanmerataq yang dapatdipikul
As2=513mm2
a
;
fy = 240 MPa fy = 390 MPa
= As fy (0.85fc' b) = (763x240+ 513x390)I
0.85x29.05xl000)
= 15.52mm
Mn = As fy (d -a/2) = (763x240 + 513x390) (110 -15.52/2) = 39180000 Nmm = 3918 kgm
Berdasarkanbatasanteganganpada serat
atasr : r= Pe/Ac(1 -e ct/~) -MI
2.3192 q = 3918 st ~ fc
130 = -(10x2021,3011 0,1269) x ( 1- 3,691 x 7,309/16,4438)1,462 q 1 0,0028558 q\ = 3201,22 kg/ro' 524
-"q = 1689kgim
Beban air = 1689 -336 = 1353 kg/m Tinggi air = 1,353 m (tidak menentukan)
Perhitungankapasitasmomen retak di tengah bentang:
t30 1000
Transfonnasipenampang: nl
n2
=Epc/Ec = 4700.J41,50/4700.J29,05 = 1,195 =Es/Ec = 203500/4700.J29,05 = 8,033
A = l000x80 + nl(l000x60) + (n2-1) As = l000x80 + 1,195 (l000x60) + (8,033 -1) (196,3) = 153100 mm2
Titik beratpenampangtransformasi: Y = (l00xl000x80 + 30xl000x60 + 7,033x196,3x30) /153100 = 64,28rom Momenlnersia Penampang I ==1/12xl000x803 + (100-64,28Y 80000
+ 1/12xl000x603+(30-64,28Y 60000 + (64,28 -ISY 1381 = 236600000 mm4 Mcrack= fr I / yb
= 3,422x236600000/(64,28) = 12600000mm = 1260 kgm'
fr = 7,5 Vfc' psi = 682,2 psi = 3,422MPa fc' = 8273 psi (41,50 MPa) q CrKk = 1260/1,3
= 968,9 kgim'
Gambar struktur dan kurva-kurva LoadDeflection daTisetiaptitik ukur diberikanpada lembar berikut. Sedangkan toto-toto dokumentasi yang berkaitan dengan pelaksanaanpengujian disajikan pada lembar terakhirdari makalahini.
TATA KERJA Standar yang Digunakan
Prosedur pengujian mengacu pada standard yang ada, yaitu : .SK SNI T.15-l99l-03, pasal3.l3 .ACI 318-95, Chapter 20 Beban yang digunakan Beban rencana yang telah dikalikan dengan load factor yang digunakan untuk pengujian ini adalah sebesar 1.630 kg/m2, yang direalisasikan dengan air dengan ketinggian diatas permukaan alas pelat sebesar 163 cm. Dalam realisasi pelaksanaannya, pembebanan dilakukan secara bertahap (incremental loading), yaitu dengan pertambahan tinggi air setiap 5 cm, untuk kemudian dimonitor/direkarn/dicatat nilai defteksi dan retak yang terjadi pada pelat. Setelah monitoring selesai dilakukan, maka pembebanan dilanjutkan untuk tinggi air 5 cm berikutnya. Demikian seterusnya hingga dicapai beban puncak setinggi 163 cm. Pengurangan beban juga dilakukan secara bertahap, setiap perubahan tinggi air sebesar 5 cm, untuk dimonitor/direkam nilai defteksinya saja, sehingga proses pengosongan dapat dilakukan secara kontinue. Karenanya waktu yang diperlukan untuk unloading ini dapat dilakukan lebih cepat dibandingkan dengan waktu untuk loading. Pada saat loading, selain diperlukan waktu untuk memeriksa evolusi retak yang terjadi setiap perubahan 5 cm ketinggian air, maka diperlukan waktu pula untuk menunggu dropping air daTiPDAM. Hasil pengujian preslab ini dapat dijadikan acuan/referensi didalam menilai/ mengevaluasi keandalan/performansinya, ataupun informasi venting khususnya buat produsen untuk meningkatkan kualitasnya ataupun mengoptimasikan kembali produk tersebut. Perlu diketahui bahwa jenis pembebanan yang dipilih diatas dapat dikategorikan sebagaibeban (quasi) statik. Urutan pelaksanaan pengujian Pekerjaan persiapan awal daTi lingkup pekerjaan ini adalah menjadikan spesimen preslab kedalam konstruksi sebagaimana akan berfungsi nantinya di lapangan (pada bangunan). Selain itu, pekerjaan persiapan mencakup pula pengecekan kondisi akhir struktur lantai, pembuatan bak air berikut perkuatannya, daD pemasangan lapisan plastik. Selain itu juga koordinasi kepada setiap anggota tim pelaksana pengujian untuk mengetahui tugas masing-masing. Termasuk didalam pekerjaan persiapan ini adalah pengecekan ketersediaan air yang akan digunakan untuk beban daD pengontrolan terhadap berfungsinya secara baik alat ukur clan Data Logger yang akan merekam secara numerik nilai defteksi lantai melalui bantuan~ 525
LVDT, selain Crackrneteruntuk mengetahui lebarretak. Untuk pekerjaan pengamatan crack, maka pada permukaan bawah dari pelat sebelumnyatelah diberi lapisankapurputih clan telah dibuat sistemgrid (3Ocmx 30cm) untuk memudahkanpengeplotanpada kertas kerja. Didalam pekerjaan persiapan ini termasuk pemasanganalat ukur defteksi LVDT pada titik-titik yang telah ditetapkan clan disetujui bersama,yaitujumlah L VDT pada setiappelat adalah7 buah clanpada setiaptumpuan(balok) terpasang2 buah,yang mana lokasi dari titiktitik tersebut diberikanpadaGambar-2. Didalam setiap pelaksanaanpekerjaan loading test adalah perin untuk melakukan pendataandefteksi yang terjadi pada tumpuan akibat behan, bilamana dasar dari tumpuan tersebut tidak dapat menjarnin bahwa settlementtidak terjadi. Untuk itu pada setiap tumpuantelah dipasangpula L VDT sebanyak2 (dua) buah. Data yang diperoleh dari bagian tumpuan akan digunakan untuk mengoreksi defteksititik-titik di luar tumpuan. Initial condition dari strukturpelatperin didata terlebih dahulu,sepertiretakyang terjadi diplot langsungdi tempatclandicatatlebarnya. Posisi awal dari levellantai juga perin direkam melalui Data Logger, sebelum konstruksi tumpuan sementara dibongkar/dilepas,yang mana level ini dianggap sebagaiposisi awal (sementara). Untuk memonitor/mengetahui leveV ketinggianair, makatelah dipasangmistarukur yang penempatannyatelah diusahakansejauh mungkin dari gangguanjatuhnya supplai air, sehingga pembacaanmudah dilakukan. Perin dikemukakandisini, bahwa selama beton cor in-situ masih dalam proses pengerasan,maka pekerjaancuring masih tetap dilakukan untuk menghindari adanya kerusakan pada beton akibat susut, yaitu dengancara menyiramkan air pada permukaanatasnya(pelatdijaga tetap beradadalam kondisibasah). Untuk mengetahuimutu beton cor insitu, makadari beberapasamplebendauji yang berbentuk silinder yang dibuat pada saat pekerjaan pembetonan lantai, diuji terlebih dahulu nilai kuat tekannyasebelumpekerjaan loading testdimulai. Dari pengujianini didapat bahwa mutu K-350 dapat dicapai pada saat pengujianbebandilakukan. Dapatdisampaikan disini bahwa mutu topping concrete K-350 harnsdapatdicapaipadaumur 7 hari, sehingga dalam penentuankomposisimixed designtelah dirancang sedemikian rupa sehingga target tersebutdapatdicapai. Seperti telah disebutkandiatas, bahwa sebelum pekerjaan pengisian air/pembebanan
526
dimulai, makaposisi level lantai perlu direkarn terlebih dahulu,yang kemudianakan dianggap sebagai posisi awal. Untuk selanjutnya, konstruksi tumpuan sementara dibongkar/ dilepas daTiposisinya,yang mana hal ini akan menyebabkan adanyadefteksiinisial daTilantai pada kondisi beban air sarna dengan Dol. Defteksiinisial ini hanyadiakibatkanoleh berat sendiri konstruksipelat lantai saja. Sekali lagi posisi lantaipada saatini juga direkarnmelalui Data Logger, yang akan dianggap level Dol. Pada kondisi ini, struktur lantai beton telah menjadi struktur "komposit", karena penarnpang keseluruhannyatelah terbentuk (bekerja secara bersarna-sama) daD mengandung dua motu betonyangberbeda. Untuk selanjutnya, pengisian bak denganair dimulai secarabertahap,yaitu setiap perubahan5 cm tinggi air, hingga tinggi total daTiair mencapai70 cm (padasiklus -1), 127 cm (padasiklus -2) daD 163 cm (siklus -3). Padasetiapakhir variasitinggi air sebesar5 cm tersebut, maka perlu di1akukan monitoring defteksi daD evolusi crack yang terjadi. Basil yang diperoleh daTi monitoring defteksi ini langsung dipindahkan daD diolah dida1am komputer, yang selanjutnya ditarnpilkan didalarn kurva "load -deflection". Kurva ini sangat penting ditampilkan secara langsung untuk mengetahuiperilaku pelat lantai pada saat mernikul beban. Dengan menggunakan kurva ini, makabeberapakondisi penting bisa diketahuisecaralangsungdaDjuga diputuskan beberapatindakankedepan,misal kondisi batas elastiktelah terlarnpauiataukondisi plastifikasi sedangberjalan.Bila kondisinya beradapada posisi yang kurang arnan, maka pekerjaan pembebanan dapatdihentikan ataubahkanbisa dilakukan unloading segera. Pada setiap kondisi bebanpuncak (h = 70, 125 daD 163 cm), beban tersebut dipertahankan untuk beberapa lama hingga tidak dijumpai lagi perubahandefteksiyangberarti. Selanjutnyadilakukanprosesunloading, yaitu denganmelakukan pengosongansecara bertahap,yaitu denganmemonitornilai defteksi untuksetiapvariasiketinggianair sebesar5 cm. Pada saat unloading ini, monitoring hanya dilakukan pada nilai defteksi saja daTi pelat lantai, sedangkanevolusi crack tidak diarnati lagi. Pekerjaanini dilakukan hingga air yang ada didalarn bak penarnpungterkuras habis (bila memungkinkan). Beban puncak daTi siklus pertama adalah telah dikalikan dengan load faktor (designload = 425 kg'm1, yang mana dengan bebansebesar700 kg'm2,struktur lantai masih bersifatelastik. Kemudiandilakukanunloading total, yang dilanjutkan dengan re-loading
hingga beban puncak sebesar 127 kg/m2. Pada siklus kedua ini, struktur lantai dibawah beban kerja telah melewati kondisi elastis, clan nampak bahwa hubungan antara balok pinggir dengan kolom yang dikondisikan jepit pada awalnya telah berubah secara perlahan rnenjadi hubungan sendi, karena terjadinya keretakan yang cukup besar padajoint-nya. Beban tersebut untuk kemudian direlease hingga tersisa 7.5 cm tinggi air, untuk selanjutnya dilakukan kembali reloading hingga beban puncak maksimal yang dapat diberikan, yaitu 163 cm. Kurva "load -deflection" yang diperoleh menunjukkan bahwa peningkatan detleksi yang cukup siknifikan dimulai pada beban 140 kg/m2 (phenomena plastifikasi telah mendominasi perilaku struktur). Phenomena hysterisis ditunjukkan daTi kurva "load -deflection ", yang dimulai daTi siklus pertama dengan dissipasi energi terbesar terjadi pada siklus ke -3. Dengan adanya dissipasi energi oleh struktur, akibatnya stiffness daTi struktur menurun, seperti ditunjukkan oleh response-nya pada pembebananberikutnya. Selain pengukuran detleksi, dilakukan juga pengamatan terhadap evolusi retak yang terjadi. Secara teoritis untuk konstruksi preslab (one -way slab) yang diuji, maka seharusnya retak pelat akibat beban terjadi dalam arah melintang konstruksi, yaitu bilamana material dianggap homogen clan tidak terdapat initial crack akibat mobilisasi. Namun dalam
pelaksanaannya, beberapakemungkinandapat terjadi, misal akibat tidak homogennya material beton daD pengaruh getaran pada saat
transportasi dapat menyebabkankelemahan struktur dalam arah lain yang dapat menimbulkan retak awal dalam arah tersebut.
BASIL DAN PEMBAHASAN .Retakan Pada pekerjaan penelitian ini, evolusi crack yang terjadi terus-menerusdimonitor pada saat pengujianberlangsung.Initial crack (retak rambut)telab terjadipada spesimenyang dikirim, yaitu dalam arab memanjangpreslab. Initial crack dapat terjadi pada saat fabrikasi atau karena transportasi ataupun akibat kombinasi dari kedua faktor tersebut.Dalam hal ini, faktor penyebabnya tidak kita permasalabkan,namun kondisi tersebutperlu direkam clandilaporkan. Crack dapat diakibatkanoleh pengaruh susut, yaitu karena pekerjaan curing yang kurang baik, atau dapat diakibatkan oleh prestressingyang terlalu pagi/awal. Selain itu, pengaruh getaran yang terjadi selama mobilisasi (transportasi di perjalanan clan
pengangkatan) dapat pula menyebabkan timbulnya retak. Ketidak-homogenan material dapat pula menyebabkan distribusi retak yang tidak kontinue, seperti yang dijumpai pada benda uji preslab ini. Pada sample preslab ini, retak yang diakibatkan oleh beban yang diberika~, pada saat loading test dilakukan dari siklus pertama, terjadi hanya pada spesimen dengan lebar 2,1875 m' daD terjadi dalam arab memanjang pelat. Pola retak yang terjadi adalab tidak kontinue (berupa segmensegmen), namun berada dalam "satu" garis. Tidak ditemukan retak dalam arab melintang pelat pada siklus tersebut. Secara structural, pola retak yang demikian tidak membabayakan, hila ditinjau terhadap arab beban kerja yang dipikulnya daD sistem struktur yang ada. Lebar retak maksimum adalab 0.1 mm. Perubaban lebar retak tidak teramati dengan berubabnya beban. Sedangpada spesimendengan lebar lebih kecil, tidak dijumpai adanya retak. Pola retak tersebut daD pola retak setelab keseluruhan siklus selesai dilakukan, diberikan pada foto dokumentasi terlampir. Berdasarkan basil pengamatan, retak pertama dari pelat yang terjadi dalam arab melintang dijumpai pada beban air setinggi 115 em, yang kemudian diikuti dengan defteksi yang meningkat tajam dengan bertambabnya beban air. Sedangkan berdasarkan kajian analitik, retak pertama terjadi pada beban air dengan ketinggian sekitar 60 cm. Ketidaksesuaianini dikarenakan beberapa asumsi yang diambil dalam analisis tidak sepenuhnya benar sesuai dengan kondisi sesungguhnya yang dimiliki struktur lantai. .DeOeksi Defteksi yang terjadi pada titik-titik yang telah ditentukan posisinya didapatkan dari basil pengukuran melalui alat ukur defleksi "L VDT", yang dipasang pada titik pengamatan tersebut (lihat Gambar -3). Pembacaan nilai defteksi secara numerik didapat melalui Data Logger yang telab dihubungkan pada L VDT tersebut. Pada setiap tumpuan (balok pinggir) telab dipasang L VDT untuk merekam besarnya defteksi/penurunan yang terjadi pada tumpuantumpuan tersebut. Hal ini dikarenakan pada tumpuan tersebut tidak disediakan pondasi khusus yang mampu mencegab terjadinya penurunan (settlement). Pada setiap tumpuan dipasang 2 (dua) buab LVDT. Hasil-hasil yang ditampilkan dari nilai defteksi di bagian pelat (bukan pada tumpuan) telab dikoreksi oleh defteksi tumpuan tersebut. Hasil bacaan defteksi tersebut kemudian diplot dalam kurva yang menggambarkan hubungan antara besarnya pembebanan daD 527
defleksi atau yang disebut sebagai "load deflectioncurve". .Dari kurva yang didapat dapat dikaji hal-hal berikut : 1. Nilai defleksi yang didapat dari basil analisis adalah lebih kecil daripada basil yang didapatmelaluipengujian.lni berarti bahwa dalarn analisis struktur lantai diasumsikanlebihkaku. 2. Nilai defleksi yang terbesar terjadi di tengah bentang (3.5nun) dibawah beban air setinggi 70 cm. Bila ditinjau terhadap peraturan SNI yang ada, maka sebagai indikasi perilaku yang memuaskandari struktur apabila defleksi maksimum strukturtidak melebihi(L 2/(20000h),yang dalarnhal ini sarnadengan7.02rom. 3. Defleksi residual akibat satu siklus pembebanan telah terjadi. Dalarn menghitung faktor reversibilitas, maka yang diperhitungkan hanya pengaruh defleksi akibat beban airnya saja, yang terjadi pada siklus-l. Faktor reversibilitas minimum yang diperoleh dari sejumlah titik pengarnatan adalah65%. Kurva "Beban-Defleksi" yang membentuk loop/hysterisis ini menunjukkan phenomena dissipasi energi oleh struktur setelah beban ditiadakan, dimana besarnya energiyang didissipasiini ditentukanoleh luas permukaanyang dibatasi oleh kurva tersebut. Denganadanya energi yang telah terdissipasi ini, maka biasanya struktur dapat mengalami degradasi performansinya. Semakin besar energi yang didissipasi, maka semakinbesar pula degradasiperformasinya. Secara umum, setelah level beban puncak (siklus -1) selesai dicapai, maka kondisi struktur sebenarnyamasih elastik. lni nampak dari kemiringan kurva pada saat unloading dilakukan yang harnpir sejajar dengan kemiringan kurva pada saat loading. Besarnyaloop dari kurva "Beban -Defleksi" lebih didominasioleh pengaruhcreep. KESIMPULAN Berdasarkan basil uji pembebanan preslabini dapatdisimpulkan,bahwa: I. Ditinjau dari sudut pandang nilai defleksi yang terjadi, strukturlantai(denganpreslab) yang diuji masih mempunyai cadangan kekuatanyang cukup tinggi untuk memikul beban yang lebih besar dari beban layan (yang dalam hat ini disimulasikandengan bebanair). Nilai defleksi maksimumtotal (akibat berat sendiri dan air) di tengah bentang petal adalah sekitar separoh
52R
detleksi ijin. Pada kondisi pembebananini strukturmasihelastis.Hal ini berartibahwa struktur preslab yang diproduksi mempunyaitingkat keamanancukup tinggi daDdapatdiandalkandalam memikul beban yangdirencanakan. 2. Detleksi residualyang terjadi pada struktur lantai disebabkanterutama oleh adanya pengaruh creep pada saat pengisian daD pada saat beban puncak yang ditahan konstan. 3. Padapengujianini, bebanmaksimumyang diberikan adalah identik dengantinggi air 163 cm, dimana pada beban tersebut detleksimaksimumyang terjadi adalah28,5 mm. Pada saatini, jumlah retak pada arab melintangyang dijumpai adalahsebanyak3 (tiga)buah. Dari kondisi di atas,dapat disimpulkan bahwa perencanaan struktur lantai yang dilengkapidenganpreslabdengantebaltotal 14 cm untuk memikulbebanrencanaadalahmasih dapat dioptimalkan lagi untuk mendapatkan nilai ekonomisyangkompetitif.
DAFTARPUSTAKA 1. SK SNI T.15-1991-03 2. AC1318-95 3. ARTHUR H. NILSON & GEORGE WINTER, "Designof ConcreteStructures", McGrawHill, 11thEd, 1991 4. Prestressed Concrete, a Fundamental Approach,2ndEd.,PrenticeHall Int., 1996 DISKUSI
Tanya: Tolong jelaskan perjalanan keretakan rol strukturplat Iskandar Kadir Perjalanankeretakanpada struktur pelat arah memanjangyang terjadi pada sikIus pertama pembebananterlihat jelas pada gambar pola retak yang terjadi dan label pola retak yang kamilampirkan.
...
t
~
..I ~ ~
--
-LO~~EST
Gambar-2:
Konsb'uksi Beton Preslab dan Beton Topping
529
KURVA BEBAN (TINGGI AIR) VS PENURUNAN
I i
i ...
...
PENURUNAN(mm)
PENURUNAN (mm)
!
i
i ...
PENURUNAN (mm)
.II
.
PENURUNAN (mm)
530
Fof.O
Kondisi akhir struktur iantai
Foto 2. Peninjauan Langsung di lapangan saat loading test dilakukan
Foto 3 'Salah satu posisi penempatanalat ukur displacement"L VDT" di bawah lantai
531
Foto 4 Perangkatmonitoring data detleksi lantai (Data Logger dan Komputer)
Foto 5 Pola crack yang terjadi di pcJmukaan baw'abpetal (dalam arab me.lnanjangpetat)
Foto 6
532
Pengamatanclan pengukuraJllebar retak yang terjadi
