STUDI PENGGUNAAN TULANGAN PENGEKANG TIDAK STANDAR DENGAN PERKUATAN PEN-BINDER PADA KOLOM BERBENTUK PERSEGI DENGAN APLIKASI ANSYS TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 STUDI PENGGUNAAN TULANGAN PENGEKANG TIDAK STANDAR DENGAN PERKUATAN PEN-BINDER PADA KOLOM BERBENTUK PERSEGI DENGAN APLIKASI ANSYS TUGAS AKHIR Yulistia Hadi Pembimbing Ir. Torang Sitorus, M.T NIP SUB JURUSAN STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 LEMBAR PENGESAHAN STUDI PENGGUNAAN TULANGAN PENGEKANG TIDAK STANDAR DENGAN PERKUATAN PEN-BINDER PADA KOLOM BERBENTUK PERSEGI DENGAN APLIKASI ANSYS TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh: YULISTIA HADI Pembimbing Ir. Torang Sitorus, M.T NIP Penguji I Penguji II Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan Ir. Besman Surbakti, M.T NIP NIP Mengesahkan : Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik, Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

3 SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Yulistia Hadi NIM : Departemen : Teknik Sipil FT, USU Dengan ini menyatakan bahwa Tugas Akhir saya dengan Judul Studi Penggunaan Tulangan Pengekang Tidak Standar Dengan Perkuatan Pen-Binder Pada Kolom Berbentuk Persegi dengan Aplikasi Ansys bebas plagiat. Apabila dikemudian hari terbukti terhadap plagiat dalam Tugas Akhir saya tersebut, maka saya bersedia menerima sanksi seesuai ketentuan peraturan perundang-undangan. Demikian pernyataan ini saya perbuat untuk dipergunakan sebagaimana mestinya. Medan, Oktober 2016 Peyusun Yulistia Hadi

4 ABSTRAK Kolom memegang peranan penting dari suatu bangunan kareena memikul beban aksial, momen lentur, dan gaya geser. Tidak dipungkiri bahwa peranan penting kolom tersebut sangat bergantung akan bahan material yang dipakai serta perencanaan yang matang. Beton bertulang masih menjadi dambaan sebagai bahan material kolom yang mana sangat memerlukan peran tulangan sengkang sebagai salah satu elemennya. Dengan adanya perkembangan teknologi, ditemukanlah elemen penunjang sengkang berkait 90 0 bernama Pen-Binder yang dapat memberikan kinerja sengkang 90 0 setara dengan sengkang berkait Tugas akhir ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kinerja tulangan kolom berkait sengkang 900, 1350, dan Pen Binder terhadap pembebanan aksial dengan bantuan aplikasi ANSYS Peningkatan kapasitas beban aksial ultimate yang signifikan akan memberikan faktor keamanan yang tinggi pada perencanaan kolom. Dalam tugas akhir ini, penulis membahas mengenai pembebanan aksial sentries pada model tulangan kolom serta peningkatan kekuatan yang digambarkan dalam diagram interaksi. Dari hasil analisis diperoleh bahwa peningkatan kuat tekan model tulangan dengan kait adalah sebesar % lebih tinggi dari pada kolom dengan tulangan berkait Sedangkan peningkatan kuat tekan model tulangan dengan kait pen binder adalah sebesar 8.79 % lebih tinggi dari pada kolom dengan tulangan berkait Kata Kunci : Kolom, Sengkang, Beban Aksial.

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, dan kasih sayang-nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, Penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi atas bantuan dari berbagai pihak, penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, Penulis menyampaikan ucappan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Torang Sitorus, M.T., sebagai Dosen Pembimbing dan Penguji yang telah sabar meemberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada Penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Prof.Dr.Ing-. Johannes Tarigan, sebagai Dosen Pembanding, Penguji, dan Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak Ir. Besman Surbakti, M.T., sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Ir. Syahrizal, M.T., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 5. Bapak Ir. Sanci Barus, M.T., sebagai Koordinator Sub Jurusan Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik.

6 7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 8. Kepada adik Penulis, Yustika Mahfira Hadi dan Zahra Nur Hadi yang selalu mendukung dan memberi semangat serta doa demi kelancaran kuliah dan Tugas Akhir Penulis. 9. Kepada sahabat Penulis, Neni Meilani, S.T., yang selalu mendukung dan memberi semangat serta doa dari jauh demi kelancaran kuliah dan Tugas Akhir Penulis. 10. Kepada Tadeus Satria Ragel yang selalu membantu, mendukung, dan memberikan semangat dalam perkuliahan Penulis dan pengerjaan Tugas Akhir ini. 11. Kepada Bang Afrinedi, S.T., dan Ahmad Amanu, S.T.,yang telah membantu pemodelan dan menyediakan Aplikasi ANSYS Sahabat-sahabat seperjuangan di Teknik Sipil USU, Sarah Yosephin Hutabarat, Debora Agnes Sesaria Hutahaean, Windy Oky Dianty, Sinintia Arissa, Claudya Benedicta, Dini Utari Matondang, Nakkok Fernando Lumbanraja, Haposan Cahaya Tampubolon, Carlos Marpaung, M. Aryansyah Alwi, Arry Swanto Simanjuntak, Abram Bonar Sianipar, Doly Manurung, Alfonsius Tarigan, Ade Laia Ola Manik, Andri Ernala, Amos Tampubolon, Dirga Putra Sitepu, Benny Wirawan, Michael Tanaka, Michael Dai, Jeffry Shen, Winston Chennady, Harry Chandra, Danan Anwa Salim, Hendrik, Juvianto, Randy Tandiono, serta Aditya Pratama, terimakasih atas dukungan serta semangat dalam perkuliahan dan pengerjaan Tugas Akhir ini. 13. Kepada adik asuh Penulis, Tria Susenita Munthe namanya yang telah memberi dukungan serta semangat dalam perkuliahan dan pengerjaan Tugas Akhir ini. 14. Seluruh rekan-rekan seperjuangan stambuk 2012, senior stambuk , dan junior stambuk yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yang telah memberi dukungan serta semangat dalam perkuliahan Penulis.

7 Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan-rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi kita semua. Amin Ya Rabbal Alamin. Medan, Oktober 2016 Yulistia Hadi

8 DEDICATION TUGAS AKHIR INI SAYA DEDIKASIKAN KEPADA KE-DUA ORANG TUA SAYA YANG TERKASIH BAPAK MUHAMMAD YUSDIHADI, S.H. & IBU ELLISDA NASUTION

9 DAFTAR ISI Abstrak i Kata Pengantar.....ii Dedication.... v Daftar Isi vi Daftar Tabel. Daftar Gambar.. Daftar Grafik Daftar Notasi dan Singkatan.. BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Studi Literatur Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Metode Penelitian Sistematika Penulisan BAB II TINJAUAN PUSTAKA Umum Struktur Kolom Fungsi kolom Kolom Beton Bertulang Keruntuhan Pada Kolom Beton Bertulang Perilaku Kolom Pengekangan Beton Bertulang

10 2.3.1 Prinsip Pengekangan Kolom Peraturan tentang Konsep Pengekangan Aplikasi Struktural Aplikasi Pemodelan dan Analisis Struktur ( ANSYS) BAB III METODOLOGI PENELITIAN Umum Perencanaan Benda Uji Aplikasi yang Digunakan Pembuatan Model (Pemodelan) Pengujian Model dengan Aplikasi ANSYS BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pendahuluan Perhitungan Kapasitas Beban Aksial Ultimate Kolom Data Hasil Percobaan Analisa Perilaku Tulangan Analisa Tegangan yang Terjadi pada Sengkang Analisa Regangan yang Terjadi pada Sengkang Analisa Defleksi yang Terjadi pada Sengkang Analisa Tegangan yang Terjadi pada Tulangan Pokok Analisa Regangan yang Terjadi pada Tulangan Pokok Analisa Defleksi yang Terjadi pada Tulangan Pokok Analisa Kapasitas Beban Hubungan Tegangan-Regangan Masing-Masing Model Hubungan Tegangan Regangan pada Model Hubungan Tegangan Regangan pada Model

11 4.6.3 Hubungan Tegangan Regangan pada Model BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran..87 Daftar Pustaka

12 DAFTAR TABEL No. Judul Hal 1.1 Model Benda Uji Anang dkk Deformasi Model Benda Uji Anang dkk Karakteristik Tulangan Sengkang yang Dipakai Spesifikasi Tulangan Baja yang Digunakan Data Hasil Keluaran (Model 1) Data Hasil Keluaran (Model 2) Data Hasil Keluaran (Model 3) Data Tegangan Sengkang Data Regangan Sengkang Data Defleksi Sengkang Data Tegangan Tulangan Pokok Data Regangan Tulangan Pokok Data Defleksi Tulangan Pokok Beban Aksial Maksimum Tegangan Akibat Pembebanan Maksimum Regangan Akibat Pembebanan Maksimum Defleksi Akibat Pembebanan Maksimum Beban Aksial Maksimum 88

13 DAFTAR GAMBAR No. Judul Hal 1.1 Contoh Keruntuhan Bangunan akibat Gempa Yogya yang Dipicu oleh 1 Detailing Penulangan Kolom yang Tidak Tepat.(Imran I., 2006) 1.2 Luasan inti terkekang pada suatu elemen struktur kolom beton 4 bertulang.(paultre et.al.,2008) 2.1 Contoh Visual Beton Bertulang Struktur Kolom Bangunan Penggunaan Pen-Binder untuk Sengkang Struktur Rangka Bangunan (Kolom dan Balok) Ilustrasi Bagian Dalam Kolom Beton Bertulang dengan Bekisting Jenis Kolom Beton Bertulang Pemberian Beban pada Kolom Tanpa Tulangan Pemberian Beban pada Tulangan Longitudinal Pemberian Beban Pada Kolom yang Bertulang Longitudinal Pemberian Beban pada Kolom yang Bertulang Longitunal dan Bersengkang Luasan Inti Terkekang Kait Sengkang dan Detail Sengkang Kait Gempa ( SNI ) Detailing kekangan pada kolom untuk daerah dengan tingkat 28 kerawanan gempa tinggi (ACI 318M-05 ) 2.15 Aplikasi Autocad Aplikasi STAAD.Pro Aplikasi SAP Aplikasi ETABS 32

14 2.19 Aplikasi ANSYS Aplikasi SolidWorks ANSYS 12.1 Release Karekteristik Tulangan Sengkang yang Dipakai Spesifikasi Tulangan Baja yang Digunakan Diagram Alir Percobaan Aplikasi CAD yang digunakan Aplikasi Analisis Struktural yang Digunakan Tulangan Jenis Tulangan Jenis Tulangan Jenis Jendela ANSYS Workbench Perintah Memasukkan Nama Material Toolbox pada Jendela Engineering Data Pengisian Data Density Pengisian data Isotropic Elastic Pengisian Data Strengh Material Jendela Engineering Data pada ANSYS Workbench Perintah Import File Cad kedalam ANSYS Jendela Design Modeler pada ANSYS Workbench Penentuan Jenis Bahan Tiap Komponen Model Perintah Meshing Jendela Mechanical [Ansys Multiphysic] untuk Meshing Pemberian Constrain pada Model Jendela Mechanical [Ansys Multiphysic] untuk Pemberian Constraint dan Load Pemberian Support pada Model Hasil simulasi berupa tegangan von mises 61

15 3.23 Hasil simulasi berupa regangan von mises Hasil simulasi berupa deformasi total Grafik Tegangan pada Sengkang Akibat Pembebanan Grafik Regangan pada Sengkang Akibat Pembebanan Grafik Defleksi pada Sengkang Akibat Pembebanan Grafik Tegangan pada Tulangan Akibat Pembebanan Grafik Regangan pada Tulangan Akibat Pembebanan Grafik Defleksi pada Tulangan Akibat Pembebanan Grafik Teg-Reg pada Sengkang ( Model 1) Grafik Teg-Reg pada Tulangan Pokok ( Model 1 ) Grafik Teg-Reg pada Sengkang ( Model 2) Grafik Teg-Reg pada Tulangan Pokok ( Model 2 ) Grafik Teg-Reg pada Sengkang ( Model 3) Grafik Teg-Reg pada Tulangan Pokok ( Model 3 ) 84

16 DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN LAMBANG a Ag Ac, Acc Asp (Asx,Asy) Asl b c f c h k P Pn Tinggi balok tegangan tekan persegi ekuivalen Luas penampang Luas beton tanpa tulangan, luas inti beton terkekang sengkang Luas tulangan transversal pada arah x dan y Luas tulangan longitudinal Lebar efektif kolom Tebal selimut beton Kekuatan tekan beton Tinggi kolom Faktor kelangsingan Beban aksial Kapasitas beban aksial s, s Jarak tulangan transversal pada kolom (as-as), jarak bersih sengkang tx, ty Dimensi penampang melintang kolom π Koefisien 3,14 ε ρ Ø Regangan Rasio tulangan Jumlah Faktor reduksi kolom