PERBANDINGAN KUAT GESER KOLOM BETON BERTULANG YANG MEMIKUL BEBAN LATERAL SIKLIK

Transkripsi

1 Konfereni Naional Teknik Sipil 3 (KoNTekS 3) Jakarta, 6 7 Mei 2009 PERBANDINGAN KUAT GESER KOLOM BETON BERTULANG YANG MEMIKUL BEBAN LATERAL SIKLIK Johane Januar Sudjati 1 1 Program Studi Teknik Sipil, Univerita Atma Jaya Yogyakarta, Jl. Babarari 44 Yogyakarta januar@mail.uajy.a.id ABSTRAK Kegagalan kolom akibat gempa dapat terjadi karena keruakan geer, keruakan pada daerah endi plati dan keruakan pada daerah ambungan lewatan tulangan. Keruakan geer kolom merupakan keruakan yang paling berbahaya karena dapat mengakibatkan keruntuhan kolom eara tiba-tiba. Kolom akan berperilaku daktail bila kuat geer kolom lebih bear dari gaya geer makimum yang terjadi berkaitan dengan kuat lentur pada daerah endi plati. Menurut peraturan SNI kuat geer kolom terdiri dari kuat geer beton dan kuat geer tulangan geer. Menurut Prietley dkk. (1994) kuat geer kolom dapat dihitung ebagai penjumlahan kuat geer beton, kuat geer tulangan geer dan kuat geer yang diediakan beban akial. Dalam penelitian ini ditinjau kuat geer dari 3 benda uji kolom yang diberikan beban lateral iklik. Benda uji berupa kolom penampang bujurangkar dengan dimeni 160 mm dan tinggi 500 mm. Dua benda uji diberikan tulangan longitudinal 8P12 dan atu benda uji diberikan tulangan longitudinal 6D22 dan 2P12. Benda uji kolom diberikan beban lateral iklik ampai mengalami keruakan geer. Kuat geer yang diperoleh dari hail pengujian dibandingkan dengan kuat geer teoriti menurut SNI dan menurut Prietley dkk.(1994). Kuat geer teoriti berdaarkan SNI pada dua benda uji dengan tulangan longitudinal 8P12 memiliki eliih rerata 26,812 % dibanding hail pengujian edangkan kuat geer teoriti menurut Prietley dkk. berbeda 5,011 % dibanding hail pengujian. Benda uji kolom dengan tulangan longitudinal 6D22 dan 2P12 menunjukkan perbedaan dengan hail pengujian ebear 64,922 % untuk kuat geer teoriti menurut SNI dan 12,616 % untuk kuat geer teoriti menurut Prietley dkk (1994). Kuat geer nominal teoriti menurut SNI dibanding dengan Prietley dkk. (1994) menunjukkan nilai yang lebih keil rerata 45,326 % pada diplaement dutilty fator ampai dengan 2, 27,597 % untuk diplaement dutilty fator 2,5 ampai dengan 3, 9,869 % untuk diplaement dutilty fator 3,5 dan 2,166 % untuk diplaement dutilty fator 4. Kata kuni: kuat geer kolom, diplaement dutility fator. 1. PENDAHULUAN Menurut Seible dkk. (1997) ada 3 tipe keruakan atau kegagalan yang dapat terjadi pada kolom akibat beban gempa yaitu: kegagalan geer, kegagalan pengekangan pada daerah endi plati dan kegagalan pada daerah ambungan lewatan tulangan. Dari ketiga tipe kegagalan ini, kegagalan geer merupakan keruakan yang paling berbahaya karena dapat mengakibatkan keruntuhan kolom eara tiba-tiba (keruntuhan kolom eara geta). Keruakan geer ditandai dengan munulnya retak miring pada kolom, terkupanya elimut beton dan ruaknya tulangan tranveral. Perilaku daktail truktur dapat diapai bila truktur memiliki kuat geer yang lebih bear dari gaya geer makimum yang dapat terjadi terkait dengan kuat lentur pada daerah endi plati, konep ini dikenal ebagai prinip deain kapaita (Prietley dkk., 1994). Menurut peraturan SNI kuat geer kolom terdiri dari kuat geer beton dan kuat geer tulangan geer. Menurut Prietley dkk. (1994) kuat geer kolom dapat dihitung ebagai penjumlahan kuat geer beton, kuat geer tulangan geer dan kuat geer yang diediakan beban akial. Kuat geer beton akan berkurang nilainya pada tingkat daktilita yang lebih bear karena retak beton yang emakin melebar ehingga mengurangi ikatan antar agregat. Menurut Kowalky dan Prietley (2000) emakin keil raio tulangan longitudinal akan mengakibatkan penurunan nilai kuat geer beton. Hal ini diebabkan oleh 3 faktor yaitu: berkurangnya aki paak dari tulangan longitudinal, jumlah retak beton lebih edikit tapi memiliki lebar retak yang lebih bear dan berkurangnya lua daerah tekan beton. Kuat geer beton akan endrung bertambah bila digunakan lua tulangan longitudinal yang lebih bear (Collin dkk., 1996). Univerita Pelita Harapan Univerita Atma Jaya Yogyakarta S - 41

2 Johane Januar Sudjati 2. LANDASAN TEORI Diplaement dutility fator Seara matemati tingkat daktilita (µ) dapat dinyatakan ebagai perbandingan antara defleki akibat beban dan defleki aat terjadi luluh pertama (Park dan Paulay, 1975) eperti peramaan di bawah ini. µ = (1) y Tingkat daktilita yang diperoleh dengan perbandingan defleki ini diebut diplaement dutility fator. Menurut Prietley dkk. (1994) nilai defleki aat luluh pertama ( y ) dalam ekperimen dapat diperoleh dengan menatat defleki lateral pada arah poitif dan negatif ( y1 dan y2 ) ketika tulangan longitudinal terluar menapai luluh pertama teoriti kemudian diektrapolaikan nilai reratanya ke nilai kuat lentur nominal teoriti eperti terlihat pada gambar 1. Nilai y dapat dihitung dengan peramaan bb.: y = y1 + 2 y2 V V dengan: y = defleki aat luluh pertama, V if = beban lateral aat kuat lentur nominal terapai, V y = beban lateral aat tulangan longitudinal terluar menapai luluh pertama. Rodriguez dan Park (1994) menyatakan bahwa nilai V y dapat didekati dengan 0,75 V if. P V if V y if y (2) y2 y1 V y V if Gambar 1 Penentuan nilai y ekperimen (Sumber: Prietley dkk., 1994) Kuat geer menurut SNI Menurut SNI kuat geer kolom dapat dihitung dengan peramaan bb.: V = V + V (3) V n N u 1 ' = 1 + f b d (4) 14 A g 6 Av f y d V = (5) S - 42 Univerita Pelita Harapan Univerita Atma Jaya Yogyakarta

3 Perbandingan Kuat Geer Kolom Beton Bertulang yang Memikul Beban Lateral Siklik dengan: V n = kuat geer nominal, V = kuat geer beton, V = kuat geer tulangan geer, N u = beban akial, A g = lua penampang bruto, f = tegangan tekan makimum beton, b = lebar daerah tekan, d = jarak dari erat tekan terluar ke puat tulangan tarik, A v = lua tulangan geer, f y = tegangan leleh baja dan = pai tulangan geer. Kuat geer menurut Prietley dkk. (1994) Menurut Prietley dkk. (1994) kuat geer kolom dihitung dengan peramaan bb.: V = V + V + V (6) n ' p V = 0,85 γ f 0, 8 A (7) V V V p p g ' 1,73 Av f y D = 0,85 (8) =, 85 = N ( D a) u 0, tumpuan jepit pada kedua ujungnya (9a) 0,5 L N ( D a) u 0,85, untuk kolom kantilever (9b) dengan: V p = kuat geer yang diediakan beban akial, γ = kontanta, D = jarak antara puat tulangan geer pada arah melintang kolom, D = dimeni penampang melintang kolom, a = tinggi blok tegangan tekan peregi ekuivalen, L = tinggi kolom. Nilai γ tergantung pada tingkat daktilita eperti pada gambar 2. 0,30 0,25 L γ 0,20 0,15 Uniaxial dutility 0,10 0,05 Biaxial dutility 0, Diplaement dutility Gambar 2 Nilai kontanta γ (Sumber: Kowalky dan Prietley, 2000) Dalam peramaan kuat geer menurut Prietley dkk. (1994) kontribui beban akial terhadap kuat geer kolom dihitung terendiri dan dipiahkan dari perhitungan kuat geer beton eperti pada pada gambar CARA PENELITIAN Benda uji kolom Benda uji kolom ebanyak 3 buah dengan kode KA-1, KA-2 dan KAP. Semua benda uji kolom memiliki penampang bujurangkar dengan dimeni 160 mm dan tinggi 500 mm. Benda uji KA-1 dan KA-2 diberi tulangan longitudinal 8 P12 dan benda uji KAP diberi tulangan longitudinal 6 D22 dan 2 P12 untuk meninjau pengaruh raio Univerita Pelita Harapan Univerita Atma Jaya Yogyakarta S - 43

4 Johane Januar Sudjati tulangan longitudinal terhadap kuat geer, emuanya memiliki engkang Ø Benda uji dideain untuk mengalami keruakan geer aat dilakukan pengujian. D D γ γ H H P/o γ P/o γ a (a) kolom dengan tumpuan jepit pada kedua ujungnya a (b) kolom kantilever Pengujian kolom Gambar 3 Kontribui beban akial terhadap kuat geer kolom (Sumber: Prietley dkk., 1994) Benda uji KA-1 dan KA-2 diberikan beban lateral iklik dengan hydrauli atuator berkapaita 10 Ton dan beban akial tekan kontan ebear 10,5 Ton (0,15 f A g ) menggunakan hydrauli jak. Setup pengujian dapat dilihat pada gambar 4. Pengujian dilakukan dalam 2 tahap yaitu load ontrolled dan diplaement ontrolled. Tahap diplaement ontrolled dilakukan dengan kelipatan defleki 0,5 y. Dalam etiap iklu dilakukan 2 kali putaran pembebanan dengan diplaement dutility fator 1; 1,5; 2; 2,5; 3 dt. Pembebanan dihentikan etelah benda uji mengalami ruak geer dan terjadi penurunan beban lateral. Kuat geer yang diperoleh dari hail pengujian dibandingkan dengan kuat geer teoriti menurut SNI dan menurut Prietley dkk. (1994) Hydrauli jak Dial gauge Hydrauli atuator Benda uji Strain indiator Pompa hydrauli jak Gambar 4 Setup pengujian S - 44 Univerita Pelita Harapan Univerita Atma Jaya Yogyakarta

5 Perbandingan Kuat Geer Kolom Beton Bertulang yang Memikul Beban Lateral Siklik 4. HASIL DAN PEMBAHASAN Perbandingan kuat geer aktual dan teoriti Nilai kuat geer kolom dari hail pengujian dibandingkan dengan nilai kuat geer teoriti dapat dilihat di tabel 1 dan gambar 5 berikut ini. Tabel 1 Nilai kuat geer Kode Kuat geer hail pengujian (kn) Kuat geer menurut (kn) Seliih Kuat geer menurut Prietley dkk. (1994) (kn) Seliih KA-1 46,235 36,495 26,689 48,667 5,260 KA-2 48,360 38,098 26,936 46,162 4,761 KAP 60,505 36,687 64,922 53,727 12, Kuat geer (kn) KA-1 KA-2 KAP Benda uji Hail uji Prietley dkk. Gambar 5 Perbandingan kuat geer Kuat geer teoriti pada tabel 1 dihitung dengan menggunakan nilai nominal tanpa memaukkan nilai faktor reduki kekuatan. Pada benda uji KA-1 dan KA-2 kuat geer teoriti rerata menurut Prietley dkk. (1994) hanya bereliih 5,011 % dibanding hail pengujian edangkan kuat geer teoriti rerata menurut SNI lebih keil 26,812 % dibanding hail pengujian. Dari hail di ata terlihat nilai kuat geer teoriti menurut Prietley dkk. (1994) lebih mendekati kuat geer aktual hail pengujian dibanding nilai kuat geer teoriti menurut SNI Benda uji KAP yang memiliki raio tulangan longitudinal yang lebih bear menunjukkan kuat geer aktual yang lebih bear dibanding nilai teoritinya. Kuat geer teoriti menurut Prietley dkk. (1994) lebih keil 12,616 % dibanding kuat geer aktual edangkan kuat geer teoriti berdaarkan SNI lebih keil 64,922 % dibanding kuat geer aktual. Berdaarkan hail ini dapat dilihat bahwa kuat geer teoriti menurut Prietley dkk. (1994) memiliki eliih yang lebih keil dengan hail pengujian dibandingkan kuat geer teoriti SNI Bearnya kuat geer aktual benda uji KAP yang melebihi nilai teoritinya dapat diebabkan oleh pengaruh raio tulangan longitudinal yang bear. Hail kuat geer dari ketiga benda uji memperlihatkan nilai kuat geer menurut SNI enderung berifat konervatif. Perbandingan kuat geer nominal Nilai kuat geer nominal benda uji pada etiap tingkat daktilita menurut Prietley dkk. (1994) dan SNI dapat dilihat pada tabel 2, gambar 6, gambar 7 dan gambar 8. Univerita Pelita Harapan Univerita Atma Jaya Yogyakarta S - 45

6 Johane Januar Sudjati Dut. fator Pretley dkk. Tabel 2 Kuat geer nominal Benda uji KA-1 Benda uji KA-2 Benda uji KAP SNI 2002 Seliih Pretley dkk. SNI 2002 Seliih Pretley dkk. SNI 2002 Seliih Cat.: Kuat geer dalam atuan kn Kuat geer (kn) Prietley dkk Diplaement dutility fator Gambar 6 Kuat geer nominal KA-1 60 Kuat geer (kn) Prietley dkk Diplaement dutility fator Gambar 7 Kuat geer nominal KA-2 S - 46 Univerita Pelita Harapan Univerita Atma Jaya Yogyakarta

7 Perbandingan Kuat Geer Kolom Beton Bertulang yang Memikul Beban Lateral Siklik 60 Kuat geer (kn) Prietley dkk Diplaement dutility fator Gambar 8 Kuat geer nominal KAP SNI tidak memaukkan pengaruh tingkat daktilita pada peramaan kuat geer ehingga kuat geer nominal memiliki nilai yang ama untuk emua tingkat daktilita. Sementara Prietley dkk. (1994) memaukkan kontanta γ dalam peramaan kuat geer beton ehingga nilai kuat geer beton akan berkurang pada diplaement dutility fator di ata 2 akibat dari retak yang udah terjadi pada beton. Dari ketiga benda uji KA-1, KA-2 dan KAP terlihat kuat geer nominal menurut SNI memiliki nilai yang lebih keil rerata 45,326 % dibanding kuat geer nominal menurut Prietley dkk. pada tingkat daktilita ampai dengan 2. Untuk tingkat daktilita 2,5 dan 3 kuat geer nominal berdaarkan SNI memiliki nilai yang lebih keil rerata 27,597 % dibanding Prietley dkk. Saat tingkat daktilita 3,5 eliih kuat geer nominal antara SNI dan Prietley dkk. emakin mengeil yaitu 9,869 %. Kuat geer nominal SNI baru mendekati nilai kuat geer nominal Prietley dkk. pada tingkat daktilita 4 yaitu bereliih hanya 2,166 %. Dari hail ini dapat dilihat bahwa kuat geer nominal menurut SNI terlihat konervatif pada tingkat daktilita yang rendah (diplaement dutility fator ampai dengan 3). 5. KESIMPULAN Dari hail pengujian ini dapat diambil keimpulan eperti di bawah ini. 1. Kuat geer nominal yang dihitung dengan peramaan SNI terlihat lebih konervatif karena memiliki nilai yang lebih keil dari kuat geer aktual hail pengujian edangkan kuat geer nominal menurut Prietley dkk. lebih mendekati nilai kuat geer aktual. 2. Kuat geer nominal menurut SNI memperlihatkan nilai yang konervatif pada tingkat daktilita yang rendah (diplaement dutility fator ampai dengan 3) dan baru mendekati nilai kuat geer nominal menurut Prietley dkk. pada diplaement dutility fator 4. DAFTAR PUSTAKA Collin, M.P.; Mithell, D.; Adebar, P; and Vehio, F.J. (1996). A General Shear Deign Method. ACI Strutural Journal, January-February, Kowalky, M.J and Prietley, M.J.N (2000). Improved Analytial Model for Shear Strength of Cirular Reinfored Conrete Column in Seimi Region. ACI Strutural Journal, May-June, Park, R and Paulay, T. (1975). Reinfored Conrete Struture. John Wiley & Son In, Canada. Prietley, M.J.N.; Seible, F.; Xiao, Y. and Verma, R. (1994) Steel Jaket Retrofitting of Reinfored Conrete Bridge Column for Enhaned Shear Strength (part I). ACI Strutural Journal, July-Augut, Rodriguez, M. And Park, R. (1994). Seimi Load Tet on Reinfored Conrete Column Strengthened by Jaketing. ACI Strutural Journal, Marh-April, Seible, F.; Prietley, M.J.N.; Hegemier, G.A. and Innamorato, D. (1997). Seimi Retrofit of Reinfored Conrete Column with Continuou Carbon Fiber Jaket. Journal of Compoite for Contrution, May, Yayaan Lembaga Penyelidikan Maalah Bangunan (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ), Bandung. Univerita Pelita Harapan Univerita Atma Jaya Yogyakarta S - 47

8 Johane Januar Sudjati KoNTekS 3, UPH UAJY Jakarta, 6 7 Mei 2009 S - 48 Univerita Pelita Harapan Univerita Atma Jaya Yogyakarta