BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Balok dan kolom adalah elemen struktur yang berfungsi untuk membentuk kerangka dari suatu bangunan. Balok adalah elemen struktur yang dirancang untuk menahan dan mentransfer beban menuju ke kolom. Sedangkan kolom berfungsi untuk menyalurkan beban dari balok menuju ke pondasi yang merupakan perletakan dari keseluruhan struktur. Salah satu material penyusun balok dan kolom yang bisa digunakan dan terus dikembangkan adalah kayu. Kayu menjadi menarik untuk digunakan sebagai elemen struktur karena mudah dikerjakan dengan peralatan yang sederhana, dapat dipakai ulang, dan ramah lingkungan (Somayaji, 2003). Alasan lain yang membuat kayu menarik untuk digunakan adalah praktis dan cepat dikerjakan dalam pemasangan yang bisa dibongkar pasang (knock down). Sambungan balok dan kolom menarik untuk diperbincangkan karena merupakan titik paling rentan terhadap beban baik monotonik maupun berulang karena bisa mengakibatkan pemisahan (splitting) kayu yang dalam banyak kasus menyebabkan kegagalan sambungan yang disebabkan oleh penurunan kekakuan karena terjadinya momen yang besar pada pertemuan balok-kolom (Awaludin et al., 2011). Perkuatan lokal guna meningkatkan rasio daktilitas dan kekuatan dengan menggunakan beberapa jenis kayu untuk benda uji juga pernah dilakukan dengan cara merekatkan baut mutu tinggi dan nail plate di antarmuka dua batang kayu (Blass et al, 2000; Awaludin et al., 2010). Permasalahan kinerja sambungan balok-kolom juga bisa ditinjau dari desain dari sifat daktilitas yang memungkinkannya bisa menyerap (mendisipasi) gaya gempa sehingga kerusakannya bisa diminimalisir (Buchanan & Fairweather, 1993). Sambungan balok-kolom diharapkan memiliki kemampuan disipasi energi yang baik. Permasalahan yang sering terjadi adalah menurunnya kekakuan sambungan balok-kolom seiring dengan membesarnya momen yang dialami oleh struktur

2 (Palermo et al., 2005). Smith et al, (2012) juga menemukan permasalahan lain tentang kekauan sambungan balok-kolom, yaitu tentang kemampuan struktur sambungan balok-kolom untuk kembali ke ke posisi semula setelah proses pelepasan pembebanan (unloading). Berdasarkan permasalahan sambungan balok-kolom di atas, dalam penelitian ini diusulkan menggunakan alat sambung berupa tulangan GFRP ( Glass Fiber Reinforce Polymer) yang direkatkan dengan lem epoxy karena memiliki nilai kuat leleh jauh lebih tinggi dibandingkan tulangan baja ulir sebagai jenis sambungan balok-kolom Tipe 1. Jenis sambungan balok-kolom Tipe 2 dalam penelitian ini adalah dengan alat sambung yang sama, namun diperkuat lagi dengan pelat baja siku pada pertemuan balok dan kolom untuk berperan sebagai penyerap energi sehingga menambah kekakuan sendi. 1.2 Rumusan Masalah Sambungan balok-kolom adalah titik rentan terhadap gaya gempa yang bisa menyebabkan kegagalan sambungan.karena alat sambung yang dipakai kurang mampu menyerap (mendisipasi e nergi). Belum adanya pembuktian secara hitungan mekanika maupun secara eksperimental tentang respon kekuatan, kekakuan, dan kemampuan disipasi energi dari sambungan balok-kolom yang diberi penghubung berupa tulangan GFRP dan perekat tersebut sehingga perlu adanya penelitian untuk menjawabnya. 1.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Menganalisis perilaku sambungan balok-kolom kayu dengan tulangan GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) sebagai penghubung yang direkatkan dengan lem (Tipe 1) dan memperkuatnya dengan menambahkan pelat baja siku pada pertemuan balok dan kolom (Tipe 2).

3 2. Membandingkan respons kekuatan, kekakuan, dan kemampuan disipasi energi dari kedua tipe sambungan balok-kolom di atas. 3. Membandingkan hasil pengujian sambungan balok-kolom dengan hasil perhitungan desain sambungan dan hasil eksperimen dari beberapa peneliti terdahulu. 1.4 Batasan Masalah Batasan penelitian yang terdapat pada penelitian ini, antara lain: 1. Permodelan desain elastis struktur sambungan balok-kolom dilakukan di program SAP2000 untuk mendapatkan dimensi penampang kayu yang dibutuhkan untuk menerima beban monotonik sebenarnya yang nantinya diberikan saat diuji di laboratorium. 2. Perencanaan sambungan balok-kolom dengan penghubung tulangan GFRP yang direkatkan dengan lem epoxy yang berdasarkan pada penelitian yang pernah dilakukan oleh Fragiacomo dan Batchelar (2012). 3. Pengujian dilakukan secara monotonik. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian yang bisa diambil dari penelitian ini, antara lain: 1. Memberikan alternatif perkuatan efektif yang baru dalam konfigurasi benda uji sambungan balok-kolom metode yang sederhana dan bisa diaplikasikan oleh masyarakat. 2. Memberikan gambaran tentang perbandingan hasil uji monotonik balok-kolom kayu keruing dengan penghubung tulangan GFRP terkait kekuatan, kekakuan, dan kemampuan disipasi energi. 3. Memverifikasi desain praktis sambungan-sambungan tulangan GFRP dan tulangan baja ulir yang dikikis dengan metode elastis.

4 1.6 Keaslian Penelitian Penelitian mengenai kekuatan, kekakuan, dan kemampuan disipasi energi dari sambungan balok-kolom telah banyak dilakukan namun dengan material, tujuan, alat sambung, dan variasi pemasangan yang berbeda-beda. Untuk menunjukkan keaslian penelitian ini, dapat diuraikan sebagai berikut: Buchanan dan Fairweather (1993) meneliti tentang cara penyusunan tulangan ulir sebagai penghubung balok dan kolom yang diposisikan pada sisi tekan dan tariknya sehingga mirip dengan penyusunan tulangan pada beton bertulang. Kelemahan yang ada pada sistem ini adalah munculnya deformasi permanen setelah dibebani dan kurang mampunya struktur untuk meluruskan dirinya ke posisi semula setelah beban dilepas ( unloading). Palermo et al (2005) mengembangkan sistem LVL campuran ( hybrid) yang berupa memasukkan tulangan ulir modifikasi epoxy dan tendon baja pasca tegang tanpa direkatkan dengan grouting secara menerus dari kolom hingga ke dalam balok. Tulangan ulir sengaja dikikis agar berfungsi sebagai penyerap ( dissipator) energi. Sementara tendon baja berfungsi untuk mengembalikan bentuk dan ukuran sambungan ke posisi semula setelah beban dilepas. Sistem ini kurang praktis dalam hal pemasangan tendon baja apabila diterapkan untuk rumah kayu sederhana. Satria (2017) memvariasikan diameter tulangan baja ulir menjadi diameter 11 mm dan 9 mm sebagai alat sambung struktur sambungan balok-kolom kayu Keruing. Dilakukan pengikisan luas tulangan yang posisinya tepat berada pada pertemuan balok dan kolom agar terjadi penyerapan energi yang terpusat pada saat sambungan balok-kolom tersebut diberi pembebanan secara monotonik. Fragiacomo dan Batchelar (2012) meneliti tentang ketahanan momen dan kekuatan sambungan balok-kolom dengan penghubung tulangan baja ulir yang direkatkan dengan lem epoxy dengan pembebanan monotonik, namun tidak menggunakan disipator energi. Smith et al, (2012) mengembangkan sistem sambungan hybrid dari beberapa peneliti terdahulu agar memiliki disipasi energi yang lebih baik saat diuji performa seismiknya dengan cara mengugunakan pelat

5 baja siku sebagai disipator energi, kikisan pada tulangan baja, serta memvariasikan nilai pasca tegang pada tendon. Hermanto (2015) meneliti tentang kekuatan sambungan balok-kolom pada beban satu arah dari sambungan balok-kolom pada kayu glulam menggunakan penghubung tulangan ulir model disipator dengan takikan pada balok kayu. Kegagalan yang terjadi pada benda uji adalah kegagalan geser pada elemen baloknya namun kekuatan lentur hubungan balok kolom ini masih bisa dikategorikan proporsional karena didapat nilai lentur hasil eksperimen di kisaran 3,9 sampai dengan 7,5 knm yang berada di rentang nilai kondisi ultimit (6,2 sampai dengan 11,1 knm). Penelitian ini menghasilkan ketahanan momen yang baik. Sistem sambungan balok-kolom yang mampu menahan momen, daktail, dan mampu menyerap energi terus dikembangkan. Dalam disertasi Simanta (2016) dilakukan pengembangan sambungan balok-kolom kayu glulam Akasia dihubungkan dengan tulangan baja ulir dan diberi dua variasi perkuatan profil baja siku, dengan tujuan mengetahui kekuatan sambungan melalui uji pembebanan siklik yang kemudian dilanjutkan dengan pembebanan monotonik dan pemodelan finite element. Variasi pertama menghasilkan kegagalan awal yang terjadi pada pelat baja siku sebelum struktur kayu mengalami kerusakan. Sementara pada variasi kedua terjadi kegagalan pada kayu terlebih dahulu kemudian disusul oleh lelehnya pelat baja siku. Hal ini disebabkan oleh cara pemasangan batang baja sebagai penghubung sambungan balok-kolom dengan pelat baja siku yang jumlahnya lebih dari satu dalam satu garis sejajar membuat pelat siku menjadi kaku dan tidak memperbesar kapasitas sambungan. Pada penelitian yang akan dilakukan ini berbeda dengan sebelumnya yaitu menggunakan jenis kayu Keruing dan model sambungan yang berbeda dan metode pengujian dengan model benda sambungan balok-kolom, selain itu akan dibandingkan hasil uji monotonik balok-kolom kayu keruing dengan penghubung tulangan GFRP, GFRP diperkuat dengan pelat baja siku, dan tulangan baja ulir yang dikikis terkait kekuatan, kekakuan, dan kemampuan disipasi energi.