PERKUATAN STRUKTUR BETON AKIBAT ALIH FUNGSI BANGUNAN DENGAN MENGGUNAKAN BAJA STRIP

Transkripsi

1 PERKUATAN STRUKTUR BETON AKIBAT ALIH FUNGSI BANGUNAN DENGAN MENGGUNAKAN BAJA STRIP Ratna Widawati 1 1. PS Teknik Sipil, Juruan Teknik Sipil FT Univerita Lampung, Bandar Lampung, ratnawidawati@unila.a.id Atrak Alih fungi angunan memawa dampak eara truktural pada angunan apaila ean ang haru dipikul leih ear daripada ean renana emula. Untuk mengatai maalah tereut dapat dilakukan uaha perkuatan (trengthening) truktur. Ada eerapa ara ang dilakukan, diantarana dengan penamahan tulangan dan peneluungan (jaketing) eton, pemaangan CFRP (Caron Fier Reinfored Polmer) Compoite dan pemaangan pelat aja ekternal. Untuk mengetahui dampak perkuatan truktur terhadap penamahan kapaita momen, dilakukan penelitian mengenai perkuatan pada alok eton ertulang dengan menggunakan pelat aja trip. Penggunaan pelat aja trip dapat menjadi olui pengganti CFRP karena harga ang leih ekonomi dan mudah diperoleh. Benda uji pada penelitian ini erupa empat uah alok eton ertulang dengan dimeni 120 mm x 250 mm x 1500 mm. Baja tulangan 12 untuk tulangan utama dan 8 untuk tulangan engkang. Pelat aja trip erdimeni 4 mm x 40 mm x 1040 mm. Sikadur 31 CF eagai ahan perekat antara eton dengan pelat aja trip. Satu uah enda uji alok eton ertulang tanpa perkuatan dan tiga uah enda uji alok eton ertulang dengan perkuatan pelat aja trip. Dilakukan pengujian kuat lentur dengan ean tati pada keempat enda uji tereut. Hail ang diperoleh dari pengujian, kapaita momen pada alok eton ertulang dengan perkuatan pelat aja trip mengalami peningkatan diandingkan dengan alok eton ertulang tanpa perkuatan, erturut-turut eear 50,50 %; 43,70 % dan 15,80 %. Momen makimum hail pengujian leih keil daripada hail analii erdaarkan ACI-440. Hal tereut terjadi karena peritiwa terlepana lekatan ujung-ujung pelat aja trip dari alok etonna. Terlepana ujung-ujung pelat aja trip meneakan daerah lentur alok tidak lagi ditahan oleh pelat aja trip tereut, ehingga ean makimum terapai pada aat alok eton mengalami kegagalan. Kata kuni : alok eton ertulang, perkuatan, pelat aja trip, kapaita momen 1. PENDAHULUAN Sejalan dengan keutuhan infratruktur ang makin meningkat di Pulau Sumatera maka pemangunan di emua ektor juga mengalami peningkatan ang ukup ignifikan. Hal tereut tidak hana erkaitan dengan pemangunan infratruktur jalan, jematan, andar udara, dan eagaina tetapi juga dengan angunan-angunan gedung ang teru ertamah eagai dampak dari dinamiai ekonomi ang ukup kokoh di Provini Lampung. Pemerintah Puat dan Provini Lampung erenana akan memangun infratuktur andara internaional dan terminal peti kema. Pada pemangunan infratuktur tereut, elain diangun gedung-gedung aru ang akan diangun eagai angunan pelengkap, angunan gedung lama ang maih laak pakai juga dimanfaatkan namun mengalami alih fungi angunan. Alih fungi angunan memawa dampak eara truktural pada angunan apaila ean ang haru dipikul leih ear daripada ean renana emula. Hal tereut dapat mengakiatkan truktur mengalami keruakan, apaila hal tereut terjadi pada elemen alok, maka alok tereut akan mengalami lendutan ang melampaui ata ang diijinkan ehingga menimulkan retak pada alok. Untuk mengatai maalah akiat alih fungi angunan ang terjadi pada elemen truktur alok dapat dilakukan uaha perkuatan

2 Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA (trengthening) truktur. Ada eerapa ara ang dilakukan untuk menamah kekuatan lentur pada alok, diantarana dengan penamahan tulangan dan peneluungan (jaketing) eton, pemaangan CFRP (Caron Fier Reinfored Polmer) Compoite dan pemaangan pelat aja ekternal. Keruakan pada alok eton ertulang akiat ean luar ang ekerja mengakiatkan retak lentur diepanjang alok eton tereut. Apaila ean ang ada teru ertamah, eton tidak mampu menahan ean ehingga alok tereut akan runtuh. Seelum alok eton mengalami keruakan akiat ean ang teru ertamah, perlu dilakukan perkuatan pada daerah lentur alok untuk meminimaliai keruakan pada eton. Oleh karena itu, dilakukan penelitian perkuatan pada alok eton ertulang dengan menggunakan pelat aja trip. Penggunaan pelat aja trip dapat menjadi olui pengganti CFRP karena harga ang leih ekonomi dan mudah diperoleh. Kelemahan aja trip ang tidak tahan koroi diatai dengan pengeatan untuk melindungi pelat tereut. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh perkuatan dengan pelat aja trip terhadap kekuatan alok eton ertulang diandingkan dengan alok eton ertulang ang tidak dilakukan perkuatan. Ada tiga jeni keruntuhan ang dapat terjadi pada alok eton ertulang (Dipohuodo, 1996) eagai erikut : a. Keruntuhan tarik ( underreinfored ), jeni keruntuhan ini terjadi pada alok dengan raio tulangan keil (jumlah tulanganna edikit), ehingga pada aat ean ang ekerja makimum, aja tulangan udah menapai regangan lelehna edangkan eton elum hanur (eton elum menapai regangan makimumna = 0,003). Balok dengan kondii keruntuhan eperti ini erifat dutile.. Keruntuhan tekan ( over reinfored ), jeni keruntuhan ini terjadi pada alok dengan raio tulangan ear (jumlah tulanganna anak), ehingga pada aat ean ang ekerja makimum, aja tulangan elum menapai regangan lelehna edangkan eton udah hanur (eton udah menapai regangan makimumna = 0,003). Balok dengan kondii keruntuhan eperti ini erifat geta.. Keruntuhan eimang ( alane ), jeni keruntuhan ini terjadi pada alok dengan raio tulangan ang eimang ehingga pada aat ean ang ekerja makimum, aja tulangan dan eton hanur eara eramaan. Tulangan udah menapai regangan lelehna (eton udah menapai regangan makimumna = 0,003). Balok dengan kondii keruntuhan eperti erifat geta. Kuat lentur alok eton ertulang menurut Dipohuodo (1996) ahwa kuat lentur alok teredia karena erlangungna mekanime tegangan-regangan dalam ang timul di dalam alok, ang pada keadaan tertentu dapat diwakili oleh gaa-gaa dalam, dan ini erlaku untuk alok eelum mengalami kehanuran, eperti pada Gamar 1 erikut ini. ε (tekan) f ' 0,85.f '. a 0,85.f '.a. h d (tarik) f T=A.f Gamar 1. Ditriui tegangan ekivalen (Dipohuodo, 1996) 402

3 Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA C 0,85. f '. a. (Per 1.) T A. f (Per 2.) Dengan menamakan C = T, dihailkan : A. f a (Per. 3) 0,85. f '. Jika : d f 0,003. (Per. 4) E Maka : a M n A. f. d (Per. 5) 2 Dengan : a =. = Tinggi ditriui tegangan peregi (mm) 1 = Jarak dari muka tekan eton ke gari netral (mm) A = Lua tulangan tarik (mm 2 ) = Lear alok (mm) C = Gaa tekan dalam eton (N) d = Tinggi efektif (jarak dari muka tekan ampai pada titik erat tulangan tarik) (mm) f ' = Kuat tekan eton (MPa) f E E M n = Kuat leleh tulangan aja (MPa) = Modulu elati eton (Mpa) = Modulu elati aja tulangan (Mpa) = Regangan tulangan aja = Momen nominal penampang (N.mm) Daerah pra-retak diakhiri dengan mulaina retak pertama di tengah entang dan mulai ergerak menuju daerah kedua, di ujung pelat alok ang diperkuat. Hampir emua alok terletak pada daerah ini pada aat ean ekerja. Suatu alok dapat mengalami eragai taraf keretakan di epanjang entangna euai dengan taraf tegangan dan defleki pada maing-maing agianna. Dengan demikian untuk uatu alok di ata tumpuan ederhana, retak akan emakin lear dan emakin dalam di lapangan edangkan pada tumpuan hana terjadi retak minor ang lear. Apaila udah terjadi retak lentur, kontriui kekuatan tarik eton udah dapat dikatakan tidak ada lagi. Ini erarti pula kekuatan lentur penampangna telah erkurang ehingga kurva ean defleki di daerah ini diandingkan dengan taraf praretak. Semakin earna retakna maka kekakuan akan erkurang hingga menapai harga ata awah (loweround) ehuungan dengan momen ineria penampang retak. Pada aat menapai keadaan limit ean retak, kontriui eton tarik terhadap kekakuan dapat diaaikan. 403

4 Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA Untuk menghitung momen ineria, earna tinggi gari netral haru ditentukan dari keeimangan gaa horizontal eperti pada Gamar 2 erikut : ε (tekan) f ' 0,85.f '. a 0,85.f '.a. h d d- (tarik) f T=A.f Gamar 2. Ditriui tegangan ekivalen (Itimawan Dipohuodo, 1996) Dengan keetimagan gaa : T C A. f 0,85.. f ' A. E. 0,85... E. Dari gamar A.n diperoleh regangan : d, diperoleh 1 d Dan momen ineria retak : I r 3 n. A. d 2 (Per. 6) 3 Kuat Lentur Balok Beton Bertulang dengan Pelat Baja Strip (ACI-440) P/2 P/2 A A f ' 0,85.f '. a C h d1 d2 f T f p Tp Gamar 3. Ditriui Tegangan Ekivalen 404

5 Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA Menghitung earna gari netral dari keetimangan gaa horizontal : C T T p (Per. 7) Dimana : C 0,85. f '. a. T A. f p p T A. f p C T T p Dari peramaan 7, diperoleh : A. f Ap. f p a (Per. 8) 0,85. f '. Maka diporoleh momen : a a M n T. d1 Tp. d 2 (Per. 9) 2 2 dengan : d 1 = Tinggi efektif (jarak dari muka tekan ampai pada titik erat aja tulangan tarik) (mm) d 2 = Tinggi efektif (jarak dari muka tekan ampai pada titik erat pelat aja trip) (mm) d = Tinggi rata-rata (jarak dari muka tekan ampai pada titik erat antara aja tulangan dan pelat aja trip) (mm) h = Tinggi alok (mm) = Lear alok (mm) C = Gaa tekan dalam eton (N) T = Gaa tekan aja tulangan (N) T p = Gaa tekan aja pelat trip (N) A = Lua aja tulangan (mm 2 ) A p = Lua pelat aja trip (mm 2 ) f ' = Kuat tekan eton (MPa) = Tegangan leleh aja tulangan (MPa) f f p M n = Tegangan leleh pelat aja trip (MPa) = Momen nominal penampang (N.mm) 2. METODE PENELITIAN Bahan-ahan ang digunakan dalam penelitian ini adalah emen Portland Tpe I; agregat halu eraal dari Gunung Sugih ang telah dilakukan pemerikaan terhadap kadar air, erat erat jeni dan penerapan, analia aringan, kadar lumpur dan uji kandungan zat organik (memenuhi tandar ASTM C 33). Agregat kaar ang telah dilakukan pemerikaan terhadap kadar air, erat jeni dan penerapan, keauan Lo Angele. Agregat kaar ang digunakan pada penelitian ini adalah agregat ringan ALWA (Artifiial Light Weight oare Aggregate) diproduki oleh Badan Penelitian dan Pengemangan Pekerjaan Umum 405

6 Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA Cilaap, Jawa Tengah, Indoneia. Air ang eraal dari Laoratorium Bahan dan Kontruki Univerita Lampung. Baja tulangan 12 untuk tulangan utama dan 8 untuk tulangan engkang. Pelat aja trip dari ahan aja ang dipakai erdimeni 4 mm x 40 mm x 1040 mm. Sikadur 31 CF merupakan perekat ang terdiri dari 2 komponen ang terpiah, komponen A erwarna putih dan komponen B erwarna hitam dan perekat akan erwarna au-au etelah diampur euai dengan ketetapan A:B = 2:1 erdaarkan eratna. Benda uji adalah 4 (empat) uah alok eton ertulang dengan ukuran eperti Tael 1 erikut ini : Tael 1. Jumlah dan ukuran penampang enda uji alok Kode Panjang alok Penampang (mm 2 ) dan (mm) jumlah tulangan BL x250 A = 2 12 A v = BL x250 A = 2 12 A v = BL x250 A = 2 12 A v = BL x250 A = 2 12 A v = Keterangan Tidak diperkuat diperkuat diperkuat diperkuat 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian alok eton ertulang dilakukan dengan meletakkan alok uji pada tumpuan endi dan rol ejarak 1200 mm. Balok dieani dengan antuan alat Hidrauli Jak ang dierikan pada dua titik idang tekan ejarak 400 mm. Perletakan pengujian erta diagram momen dan gaa lintang dapat dilihat pada Gamar 4. Pengamatan terhadap lendutan ang dipaang di tengah entang diketahui dari pemaaan dial gauge, kemudian regangan tulangan tarik, erat ata eton dan pada pelat aja trip eagai perkuatan ang diketahui dari pemaaan train indiator, pengamatan terhadap lear dan pola retak pada alok uji dilakukan dengan menggamar dan mengukur learna retak. Pengamatan dilakukan pada etiap tahap pemeanan ang dierikan dari hdrauli jak dan diketahui dari pemaaan proving ring. Berdaarkan hail pengamatan pada pengujian alok eton ertulang, akan didapatkan ean makimum pada maing-maing alok, grafik ang menunjukkan huungan antara ean terhadap lendutan. Berdaarkan pengujian tereut juga akan diketahui earna ean pada aat alok mulai retak dan perkemanganna ampai menapai ean makimum. Bean makimum pada alok eton ertulang erdaarkan hail pengujian eperti terlihat pada Tael 2. Balok eton ertulang dengan perkuatan lentur (BL-1, BL-2 dan BL-3) memiliki kemampuan menerima ean ang leih ear ila diandingkan dengan kapaita ean alok eton ringan tanpa perkuatan lentur (BL). Kapaita ean makimum alok BL eear 6,014 ton, edangkan kapaita ean makimum alok BL- 1, BL-2, dan BL-3 maing-maing eear 9,55 ton (mengalami peningkatan 50,50 %), 9,05 ton (mengalami peningkatan 43,70 %), dan 6,96 ton (mengalami peningkatan 15,80 %). 406

7 Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA Bean (P) Strain Gauge Strain Gauge ½ P ½ P A C D 40 m B 40 m 40 m Digram Momen Diagram Lintang ½ P 1 6 PL 1 6 PL ½ P Gamar 4. Perletakan alok perkuatan, momen dan lintang akiat ean terpuat Tael 2. Bean makimum alok eton ertulang BEBAN MAKSIMUM BENDA UJI (ton) PENINGKATAN (%) BL 6,014 - BL-1 9,551 58,81 BL-2 9,051 50,50 BL-3 6,964 15,80 Bean makimum ang mampu ditahan oleh alok eton ertulang ang diperkuat dengan alok eton tanpa perkuatan menunjukkan peredaan ang ukup ignifikan, hal tereut menunjukkan ahwa perkuatan dengan aja trip mampu meningkatkan kemampuan alok dalam menahan ean makimum. 407

8 BEBAN (Kg) Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA Proentae peningkatan ean makimum pada alok eton ertulang dengan perkuatan BL-1 dan BL-2 mempunai peredaan ang ukup ear BL-3, akni BL-1 eear 58,81% dan BL-2 eear 50,80%, edangkan BL-3 hana eear 15,80%. Peningkatan kapaita BL-3 ang kurang ignifikan dianding BL-1 dan BL-2 dieakan terjadina kegagalan pada eton. Pada uji kuat tekan ilinder, ampel ilinder BL-3 hanur pada ean makimum 3850 kg dan leih keil dari ampel ilinder BL, BL-1 dan BL-2. Peredaan tereut erpangaruh ear terhadap peningkatan kapaita alok BL-3 pada aat pengujian kuat lentur, ehingga ean makimum ang dapat ditahan oleh alok tereut tidak makimal. Peredaan data kuat tekan eton ang diamil dari ampel enda uji ilinder diandingkan dengan ean makimum pada alok dapat dilihat pada Tael 3. Tael 3. Perandingan ean makimum alok dan ean makimum enda uji ilinder BENDA UJI BEBAN MAKSIMUM BEBAN MAKSIMUM KUAT TEKAN BALOK SILINDER (MPa) (kg) (kg) BL ,2013 BL ,8989 BL ,7671 BL ,7865 Dari Tael 3 dapat dilihat ahwa alok BL-3 memiliki nilai kuat tekan ang paling keil, ehingga eton mengalami kegagalan atau hanur terleih dahulu eelum enda uji BL-1 dan BL-2. Untuk mengetahui nilai lendutan digunakan alat dial gauge, ang diletakkan di tengah entang. Pengukuran nilai lendutan aitu dengan menatat peruahan nilai ang terdapat pada dial gauge pada etiap tahap pemeanan. Dari hail pengamatan diperoleh lendutan makimum pada alok BL eear 10,80 mm (pada ean makimum eear 6,014 ton), alok BL-1 eear 13,60 mm (pada ean makimum eear 9,551 ton), alok BL-2 eear 10,60 mm (pada ean makimum eear 9,051 ton) dan alok BL-3 eear 6,86 mm (pada ean makimum eear 6,964 ton). Grafik huungan ean dan lendutan di tengah entang pada etiap alok dapat dilihat pada Gamar DEFLEKSI (mm) BL BL 1 BL 2 BL 3 Gamar 5. Grafik huungan ean dan lendutan di tengah entang Grafik huungan ean dan lendutan menunjukkan ahwa perkuatan lentur dengan menggunakan pelat aja trip mampu memerikan perkuatan ang ukup ignifikan aitu ± 1-3,5 ton. Lendutan ang terjadi eear 10,8 mm pada alok tanpa perkuatan (BL). 408

9 Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA Sedangkan pada alok dengan perkuatan BL-1, BL-2 dan BL-3, maing-maing mampu mengalami lendutan eear eear 13,6 mm, 10,6 mm, dan 6,86 mm. Hail analii kapaita alok eara teoriti menggunakan Metode SNI 2002 untuk alok eton ertulang tanpa perkuatan dan Metode ACI-440 untuk alok eton ertulang dengan perkuatan diandingkan dengan kapaita alok hail pengujian di laoratorium dapat dilihat pada Tael 4 erikut ini. Tael 4. Kapaita alok hail perhitungan dan hail pengujian PENGUJIAN ANALISIS BENDA UJI P (kn) Mn (knm) Mn (knm) BL 60,14 12,028 11,033 BL-1 95,51 19,102 BL-2 80,51 16,102 20,6426 BL-3 69,64 13,928 Momen makimum hail analii alok eton ertulang tanpa perkuatan eear 11,1033 knm dan alok eton ertulang dengan perkuatan eear 20,6426 knm. Sedangkan momen makimum ang diperoleh dari hail pengujian erturut-turut BL, BL-1, BL-2, dan BL-3 maing maing eear 12,028 knm, 19,102 knm, 16,102 knm, dan 13,928 knm. Pada alok eton ertulang dengan perkuatan, momen makimum hail pengujian leih keil daripada hail analii pada emua enda uji alok BL-1, BL-2 dan BL-3. Hal itu terjadi karena peritiwa terlepana lekatan ujung-ujung pelat aja trip dari alok etonna. Terlepana ujung-ujung pelat aja trip meneakan daerah lentur alok tidak lagi ditahan oleh pelat aja trip tereut, ehingga ean makimum terapai pada aat alok eton mengalami kegagalan. Padahal, hail analii dengan Metode ACI-440 diaumikan ahwa pelat aja trip tetap menempel pada alok ampai ean makimum terapai, ehingga ean makimum hail analii leih ear daripada hail pengujian. 4. KESIMPULAN Berdaarkan uraian di ata dapat diimpulkan ahwa : 1. Kapaita momen pada alok eton ertulang dengan perkuatan pelat aja trip mengalami peningkatan diandingkan dengan alok eton ertulang tanpa perkuatan, erturut-turut eear 50,50 %; 43,70 % dan 15,80 %. 2. Proentae peningkatan kapaita momen ang tidak makimal pada alok BL-3 hana eear 15,80 % dieakan karena kuat tekan alok BL-3 memiliki nilai kuat tekan ang paling keil. 3. Lendutan ang terjadi eear 10,8 mm pada alok eton ringan ertulang tanpa perkuatan (BL). Sedangkan pada alok perkuatan BL-1, BL-2 dan BL-3, maingmaing mengalami lendutan eear 13,6 mm, 10,6 mm, dan 6,86 mm 4. Momen makimum hail pengujian leih keil daripada hail analii terjadi karena peritiwa terlepana lekatan ujung-ujung pelat aja trip dari alok etonna. Terlepana ujung-ujung pelat aja trip meneakan daerah lentur alok tidak lagi ditahan oleh pelat aja trip tereut, ehingga ean makimum terapai pada aat alok eton mengalami kegagalan. 409

10 Seminar Naional Peranan Infratruktur Dalam Pengemangan Wilaah, Magiter Teknik Sipil UNILA DAFTAR PUSTAKA Anonim, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SK SNI ), Yaaan Lemaga Penelidikan Maalah Bangunan Bandung, Gedung. ACI Committee State of the-art Report on Fier Reinfored Conrete. Report No. ACI 544. IR-82. ACI Committee Guide for Speifing, Mixing, Plaing and Finihing Steel Fier Reinfored Conrete. ACI Journal. ACI Committee Deign Conideration for Steel Fier Reinfored Conrete. ACI Strutural Journal. Dipohuodo, Itimawan Struktur Beton Bertulang. PT.Gramedia Putaka Jakarta, Utama. 410