BAB II STUDI PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II STUDI PUSTAKA.1 Beton Bertulang Pengertian beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air dengan atau tanpa bahan tambah membentuk massa padat.. Kelebihan Beton Bertulang sebagai struktur Beton bertulang banyak digunakan sebagai bahan konstruksi/struktur yang sangat penting. Jenis-jenis pekerjaan struktur yang menggunakan beton bertulang misalnya gedung, jembatan, saluran, jalan, dinding penahan tanah, bendungan, tangki, irigasi dan lain sebagainya. Beton bertulang mempunyai beberapa kelebihan yang dibutuhkan dalam pembangunan struktur yaitu: 1. Beton mempunyai kuat tekan yang tinggi dibandingkan dengan kebanyakan material lain yang digunakan dalam struktur.. Beton bertulang sangat baik digunakan dalam struktur bangunan yang bersentuhan dengan air, dalam bebarapa kasus, terlihat bahwa beton sebagai penutup menjadi pelindung yang baik terhadap tulangan di dalamnya. Di samping itu dalam peristiwa terjadinya kebakaran, struktur yang menggunakan beton sebagai bahan konstruksinya hanya mengalami kerusakan pada permukaannya dan tidak mengalami keruntuhan.

2 5 3. Struktur yang menggunakan beton bertulang sangat kaku/kokoh.. Pemeliharaan beton bertulang tidak tinggi. 5. Beton memiliki umur layan yang lebih tinggi, dalam hal ini beton mempunyai kemampuan yang tetap selama masih dalam batas layannya. 6. Beton merupakan bahan yang ekonomis untuk struktur struktur seperti pondasi tapak, dinding basemen, tiang tumpuan jembatan atau bangunanbangunan sejenis yang memerlukan beban gravitasi sebagai struktur. 7. Ciri khas beton adalah beton dapat dibentuk dalam bentuk cetakan yang sangat beragam atau dengan kata lain beton dapat dibentuk dengan bentuk yang diinginkan. 8. Material pembentuk beton (pasir, kerikil, dan air) banyak terdapat di daerah-daerah, dan hanya memerlukan sedikit semen dan tulangan baja dari pabrikan atau tempat lain. 9. Keahlian buruh untuk membangun konstruksi beton bertulang lebih rendah bila dibandingkan dengan keahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi lain seperti konstruksi baja..3 Kelemahan Beton sebagai struktur Di samping mempunyai kelebihan beton juga mempunyai kelemahankelemahan seperti: 1. Kuat tarik beton rendah, akan tetapi beton mempunyai kuat tekan yang tinggi, karena itu diperlukan tulangan untuk menahan tarik.

3 6. Beton memerlukan bekisting untuk menahan beton sampai beton itu mengeras. Penggunaan bekisting menyebabkan biaya yang mahal pada pembentukan beton. 3. Beton mempunyai berat yang besar sehingga sangat berpengaruh pada struktur-struktur bentang panjang.. Material FRP Material FRP (Fiber Reinforced Plates) adalah kumpulan serat-serat fiber yang mempunyai kekuatan tarik yang tinggi. Jenis fiber yang digunakan pada FRP terbuat dari glass (kaca), carbon, dan aramid. Perbedaan dari masing-masing bahan terdapat pada Tabel.1 ini. Tabel.1 Kekuatan tipikal dari Material Perkuatan ( Yasmeen Taleb Obaidat-Jurnal Structural Retrofitting of Reinforced Concrete Beams Using CFRP ) Material Kuat Tarik (MPa) Modulus Elastisitas (GPa) Density (kg/m3) Modulus Elastisitas dalam density ratio (Mm / s ) Carbon Aramid Glass Epoxy 60, ,8-,3 CFRP Steel Sejarah FRP Bakelite adalah jenis FRP yang pertama kali diciptakan oleh Dr. Baekelite, seiring berkembangnya penggunaan kimia dalam pertemuan di American Chemical Society diumumkanlah bahwa penemuan itu disahkan pada 5 Pebruari 1909.

4 7 Perkembangan penelitian FRP pada era tahun 1930-an di Inggris di bidang industri penerbangan oleh Norman de Bruyne dan Owens-Illinois, sehingga penemuan terbaru ini dipatenkan oleh perusahaan Corning. Perkembangan yang cukup signifikan pada tahun-tahun berikutnya menyebabkan variasi jenis dari FRP bertambah. Jenis Carbon pertama kali ditemukan pada tahun 1950, akan tetapi pada tahun 1960 baru berkembang di perindustrian Inggris. Sejak saat itu penggunaan FRP berkembang pesat seiring dengan kebutuhan global dan penemuan-penemuan dalam peningkatan FRP terus bertambah..6 Penggunaan FRP pada Struktur Bangunan FRP dapat digunakan untuk memperkuat balok, kolom dan lantai pada bangunan dan jembatan. FRP dapat meningkatkan kekuatan bagian struktur pada pembebanan besar. Kerusakan beton yang akan diperbaiki harus dibersihkan dari kotoran dan diisi dengan mortar atau epoxy resin. FRP untuk memperkuat struktur terhadap lentur dengan melekatkan pada daerah yang mengalami tarik, sedangkan untuk perkuatan terhadap geser, FRP dilekatkan pada badan struktur. Perkuatan pada lantai dengan melekatkan FRP di bagian bawah atau pada bagian lantai yang tertarik. Khusus untuk perkuatan kolom jenis FRP wrap yang digunakan sebagai bahan perkuatan. Prinsip dari FRP wrap ini serupa dengan penulangan spiral pada kolom..7 Sika Carbodur Plates sebagai Bahan CFRP Sika CarboDur Plates termasuk pada jenis Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP), digunakan sebagai bahan untuk memperkuat struktur beton, kayu dan batu

5 8 bata. Jenis ini ditempelkan di bagian permukaan luar dari struktur sebagai tulangan yang berfungsi sebagai: 1. Kegunaan dari Sika CarboDur Plates untuk memperkuat struktur: a. Akibat penambahan beban seperti: 1. Meningkatnya kebutuhan kapasitas dari lantai dan balok.. Meningkatnya kebutuhan kapasitas jembatan untuk melayani penambahan beban lalu lintas. 3. Pemasangan mesin yang lebih besar.. Menstabilkan getaran pada struktur. 5. Memperkuat struktur akibat perubahan fungsi. b. Kerusakan pada elemen struktur akibat: 1. Rendahnya mutu pada material yang digunakan.. Terjadinya korosi pada tulangan baja. 3. Benturan kenderaan, kebakaran, Gempa Bumi. c. Meningkatkan kemampuan struktur seperti: 1. Mengurangi terjadinya lendutan.. Mengurangi tegangan pada tulangan baja. 3. Mengurangi lebar retak.. Mengurangi kelelahan pada struktur. d. Perubahan pada sistem struktur seperti: 1. Perubahan letak dinding atau kolom.. Perubahan bukaan lantai.

6 9 e. Kesalahan pada perencanaan seperti: 1. Kekurangan pada penulangan.. Kekurangan tebal struktur.. Karakteristik dan keuntungan dari Sika CarboDur Plates untuk memperkuat struktur adalah: a. Tidak korosi dan mempunyai kekuatan yang sangat tinggi, tahan lama dan ringan. b. Panjang tidak terbatas, tidak memerlukan sambungan, tipis dan dapat dilapisi. c. Mudah dalam pengangkutan karena dapat digulung dan mudah dipasang pada persilangan. d. Sangat mudah dipasang terutama yang letaknya di atas. e. Tahan terhadap kelelahan. f. Persiapan dalam pemasangan tidak sulit, dapat dipasang berlapis. g. Tahan terhadap alkali, permukaan yang bersih dan diakui di banyak Negara di dunia. 3. Tipikal Sika CarboDur Plates a. Modulus Elastisitas : N/, tipikalnya dilihat Tabel.. Tabel. Tipikal Sika CarboDur Plates ( Tipe Lebar () Tebal () Luas ( ) Sika CarboDur S 51/ , 60 Sika CarboDur S 101/ , 10

7 10.8 Sikadur 30 sebagai bahan perekat (Bonding) Sikadur -30 adalah bahan perekat Sika CarboDur Plates yang bersifat adhesi. Keuntungan dari Sikadur -30 sebagai berikut: 1. Mudah dalam pencampuran, tidak diperlukan penambahan lain.. Tahan terhadap rangkak dalam pembebanan tetap. 3. Bahan adhesi yang baik untuk beton, bata, pasangan batu, baja, besi, aluminium, kayu dengan SikaDur plates.. Tahan terhadap abrasi dan kejut. 5. Bersifat impermeable..9 Analisis Geser Balok Beton Bertulang Penulangan Benda Uji dapat dilihat Gambar.1, tulangan untuk benda uji dapat dilihat Tabel.3 dengan dimensi balok 0 x 300 dengan panjang konsol 500. Benda Uji I Benda Uji II Benda Uji III Gambar.1 Penulangan Benda Uji I, II dan III Tabel.3 Benda Uji Benda Uji Tulangan Tarik Tulangan Tekan Sengkang ( ) Benda Uji Benda Uji Benda Uji

8 11 Perhitungan kapasitas penampang dari masing-masing benda uji dihitung dengan menggunakan sitem pentabelan. Kapasitas penampang untuk beban 80% ultimit untuk Benda Uji I dicapai pada 6, Ton dilihat pada Gambar.. ANALISIS BALOK BETON BERTULANG PENAMPANG PERSEGI ANALISIS GESER ACI Informasi Data Pengujian P As h30 C A's L Data Penampang b h d d' 30 7,,5 Data Tulangan Tulangan Tul. Tekan Tul. Tarik A's As Sengkang n,65,0 dia () 0,6 Luas Data Bahan 00 Panjang (L ) Mod. Elastis (E ) N/ 8 ton Beban (P ) V M M dia () 1,3 1,6 jarak () 10 0,57 u a Inersia (I ) c Data Masukan ke Perhitungan Reinforcing Yield Strength, fy Concrete Comp. Strength, f 'c Beam Width, b Depth to Tension Reinforcing, d Total Beam Depth, h Tension Reinforcing, As No. of Tension Bars in Beam, Nb Tension Reinf. Bar Spacing, s1 Clear Cover to Tension Reinf., Cc Depth to Compression Reinf., d' Tulangan Tekan, A's Momen kerja, Ma Momen Ultimit, Mu Gaya Geser Ultimit, Vu Total Stirrup Area, Av(stirrup) Tie/Stirrup Spacing, s Tabulasi perhitungan lendutan No P P/ (ton) u P/ (kn) 0 9,81 19,6 9,3 39, 9,05 58,86 68,67 78,8 88,9 ' Es fy y s 390 7, 30,0 11,5,65 31,39 31,39 78,8 0, kn 31,39 kn m 0,9 31,39 kn m , N/ 0 N/ 0,001 0,00161 M Pa M Pa b 78,8 Mu max (kn m) Vu max (kn) 35,16 73,8 80%Pu 6, ton tul tarik Konversi mutu beton ke K K knm knm kn d () 0,00 0,10 0,3 0,35 0,8 0,59 0,71 0,83 0,95 1,07 Gambar. Gambar Tabel Analisis Geser untuk Benda Uji I Kapasitas penampang untuk beban 80% ultimit untuk Benda Uji II dicapai pada 5.6 Ton dan penghitungannya dilihat pada Gambar.3.

9 1 ANALISIS BALOK BETON BERTULANG PENAMPANG PERSEGI ANALISIS GESER ACI Informasi Data Pengujian P As h30 C A's L Data Penampang b h d d' 30 7,,5 Data Tulangan Tulangan Tul. Tekan Tul. Tarik A's As Sengkang n,65,0 dia () 0,6 Luas Data Bahan Mod. Elastis (E ) V M 0,5 u u Ma dia () 1,3 1,6 1, N/ 7 ton Beban (P ) jarak () 00 Panjang (L ) Inersia (I ) c ' Es fy y s 69 kn 7,7 kn m 0,9 7,7 kn m , N/ 0 N/ P/ (kn) 0 9,81 19,6 9,3 39, 9,05 58,86 68,67 78,8 88,9 68,67 Mu max (kn m) Vu max (kn) 35,16 5,93 80%Pu 5,6 ton 0,001 0,00161 tul tarik Data Masukan ke Perhitungan Reinforcing Yield Strength, fy 390 M Pa Concrete Comp. Strength, f 'c M Pa Beam Width, b Depth to Tension Reinforcing, d 7, Total Beam Depth, h 30 Tension Reinforcing, As,0 No. of Tension Bars in Beam, Nb Tension Reinf. Bar Spacing, s1 11 Clear Cover to Tension Reinf., Cc Depth to Compression Reinf., d',5 Tulangan Tekan, A's,65 Momen kerja, Ma 7,7 knm Momen Ultimit, Mu 7,7 knm Gaya Geser Ultimit, Vu 68,67 kn Total Stirrup Area, Av(stirrup) 0,53893 Tie/Stirrup Spacing, s 1,5 Tabulasi perhitungan lendutan No P P/ (ton) b Konversi mutu beton ke K K d () 0,00 0,01 0,03 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0, 0,17 Gambar.3 Gambar Tabel Analisis Geser untuk Benda Uji II Kapasitas penampang untuk beban 80% ultimit untuk Benda Uji III dicapai pada 5. Ton dan penghitungannya dilihat Gambar..

10 13 ANALISIS BALOK BETON BERTULANG PENAMPANG PERSEGI ANALISIS GESER ACI Informasi Data Pengujian P As h30 C A's L Data Penampang b h d 30 7, d',5 Data Tulangan Tulangan Tul. Tekan Tul. Tarik A's As Sengkang n 1,57 3,08 dia () 0,8 Luas Data Bahan 00 Panjang (L ) Mod. Elastis (E ) N/ 6,5 ton Beban (P ) Vu Mu Ma dia () 1 1, jarak () 0,67 Inersia (I ) c Es fy y 's 6 kn 5,51 kn m 0,9 5,51 kn m P/ (kn) 0 9,81 19,6 9,3 39, 9,05 58,86 68,67 78,8 88,9 63,765 Mu max (kn m) Vu max (kn) 7,1 6,81 80%Pu 5, ton 0, N/ 0 N/ 0,001 0, tul tarik Data Masukan ke Perhitungan Reinforcing Yield Strength, fy 390 M Pa Concrete Comp. Strength, f 'c M Pa Beam Width, b Depth to Tension Reinforcing, d 7,3 Total Beam Depth, h 30 Tension Reinforcing, As 3,08 No. of Tension Bars in Beam, Nb Tension Reinf. Bar Spacing, s1 11 Clear Cover to Tension Reinf., Cc Depth to Compression Reinf., d',5 Tulangan Tekan, A's 1,57 Momen kerja, Ma 5,51 knm Momen Ultimit, Mu 5,51 knm Gaya Geser Ultimit, Vu 63,765 kn Total Stirrup Area, Av(stirrup) 0, Tie/Stirrup Spacing, s Tabulasi perhitungan lendutan No P P/ (ton) b Konversi mutu beton ke K K d () 0,00 0,01 0,03 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0, 0,17 Gambar. Gambar Tabel Analisis Geser untuk Benda Uji III Beban yang dihitung secara teoritis tersebut digunakan sebagai acuan beban yang diberikan sebelum diperkuat dengan CFRP.