BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada suatu struktur gedung terdapat banyak komponen struktur yang penting, dimana masing-masing komponen memiliki fungsi yang berbeda-beda namun saling berhubungan satu dengan yang lainnya dalam memikul beban yang bekerja serta pemakaiannya selalu dihubungkan dengan elemen struktur yang lain yaitu join sebagai satu kesatuan. Kolom merupakan komponen struktur yang sangat penting dalam menjamin suatu struktur tidak mengalami keruntuhan total (collapse). Kolom berfungsi meneruskan gaya-gaya yang berkerja pada balok sampai ke pondasi. Kolom merupakan salah satu elemen dari struktur rangka yang dominan menerima beban aksial tekan. Pada umumnya kegagalan atau keruntuhan komponen tekan tidak diawali dengan tanda peringatan yang jelas, bersifat mendadak Oleh karena itu, dalam merencanakan struktur kolom harus memperhitungkan secara cermat dengan memberikan cadangan kekuatan lebih tinggi daripada untuk komponen struktur lainnya (Tavio, 2009) Terdapat beberapa jenis kolom berdasarkan bentuk penampang dan susunan tulangan yaitu kolom persegi, kolom bundar dan kolom komposit. Salah satu jenis kolom yang umum dipakai dalam suatu gedung adalah kolom persegi. Pada kenyataannya di lapangan, pembangunan rumah tinggal bertingkat 2-3 lantai didesain dengan dimensi kolom berpenampang pipih/ setebal tembok, hal ini dikarenakan tuntutan arsitektural yang menuntut kolom yang rata dengan tembok. Kolom ini dikatakan berpenampang pipih dimana tinggi penampang jauh lebih besar daripada lebar penampang tersebut. Perbandingan lebar dengan tinggi bisa mencapai kurang dari 0,3 atau bisa dikatakan tinggi penampang lebih dari 3 kali lebar penampang kolom tersebut. Perilaku kolom penampang pipih dalam menerima beban yang 1
bekerja akan berbeda dengan kolom persegi baik dari segi daktilitas maupun kekuatannya. Struktur pada daerah dengan tingkat resiko gempa tinggi harus mengikuti konsep desain struktur tahan gempa. Menurut SNI 03-1726-2002, struktur tahan gempa tidak roboh pada saat terjadinya gempa kuat dan hanya mengalami kerusakan kecil pada saat terjadinya gempa sedang. Perilaku ini dapat tercapai bila komponenkomponen struktur memiliki kemampuan untuk menyerap dan memancarkan energi gempa melalui mekanisme terbentuknya sendi plastis. Daktilitas berhubungan dengan kemampuan struktur untuk melakukan rotasi post-elastis tanpa kehilangan kemampuannya yang siginifikan dalam memikul beban. Oleh karena itu, komponenkomponen struktur harus memiliki daktilitas untuk mampu mempertahankan kapasitasnya/ kekuatannya setelah mengalami deformasi inelastik yang cukup besar sebelum mengalami keruntuhan (Sudarsana,2010). Menurut Sudarsana (2010), daktilitas ini erat hubungannya dengan sifat daktail dari material struktur yang dipergunakan. Beton bertulang merupakan komposit antara beton dengan baja tulangan dimana beton sendiri memiliki sifat yang getas. Untuk mendapatkan material beton bertulang yang cukup daktail, salah satu cara dengan memberikan pengekangan pada beton. Penampang dengan memperhitungkan efek pengekangan akan memberikan output yang berbeda bila dibandingkan dengan penampang yang tidak memperhitungkan pengekangan. Perbedaan di sini adalah perbedaan besarnya kapasitas penampang, perbedaan bentuk kurva teganganregangan, dan perbedaan daktilitas. Sengkang dalam beton bertulang disamping berfungsi sebagai tulangan pemikul gaya geser dan pengikat tulangan utama, juga berfungsi untuk meningkatkan daktilitas komponen struktur dengan adanya pengekangan yang diberikan oleh sengkang tersebut. Pengekangan oleh tulangan transversal sangat mempengaruhi karakteristik atau perilaku tegangan-regangan beton. Pengekangan sengkang pada komponen struktur yang dibebani gaya aksial, baru akan bekerja setelah terjadi retakretak dalam yang cukup besar dan gaya tekan pada saat itu mendekati gaya tekan aksial tanpa pengekangan (Park & Paulay, 1975). 2
Banyak faktor yang mempengaruhi tingkat pengekangan dari sengkang pada kolom, seperti besarnya gaya aksial yang bekerja, bentuk penampang kolom, konfigurasi sengkang, luas beton terkekang, kekuatan/mutu beton, kuat leleh baja tulangan, tebal penutup beton dan rasio volumetrik sengkang. Rasio volumetrik sengkang merupakan perbandingan antara volume sengkang dengan volume inti beton yang terkekang dihitung dari as ke as sengkang (Rasvi & Saatcioglu, 1999). Beberapa penelitian telah menunjukan bahwa pengekangan dapat meningkatkan daktilitas beton bertulang. Pengaruh pengekangan ini sangat jelas terlihat pada komponen struktur pemikul gaya aksial yang cukup besar seperti pada kolom. Penelitian Binawaty (2004) terhadap kolom beton berpenampang bulat menyimpulkan bahwa penambahan rasio volumetrik sengkang mampu meningkatkan kapasitas aksial tekan, daktilitas dan kekuatan inti beton, dimana peningkatan ini cenderung mengikuti kurva linier. Sheikh dan Uzumeri (1980) terhadap kolom pendek beton berpenampang segi-empat yang dikekang dengan sengkang menyimpulkan bahwa pengekangan dapat meningkatkan daktilitas dan kekuatan kolom. Semakin besar rasio volumetrik sengkang maka daktilitas dan kemampuan kolom dalam memikul beban semakin meningkat. Hal yang sama juga didapatkan dari penelitian yang dilakukan oleh Kristiadi (2008), Vellenas et. al (1977), Scott et.al (1982). Mengingat kolom merupakan bagian struktur yang paling penting dalam mencegah keruntuhan total struktur, maka penelitian terhadap kolom penampang pipih perlu dilakukan untuk mengetahui pengaruh rasio volumetrik sengkang terhadap kekuatan dan daktilitas kolom beton bertulang penampang pipih yang mengalami beban aksial tekan. 3
1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya maka permasalahan dari penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh rasio volumetrik sengkang terhadap kapasitas aksial kolom beton bertulang penampang pipih yang mengalami beban aksial tekan. 2. Bagaimana pengaruh rasio volumetrik sengkang terhadap daktilitas kolom beton bertulang penampang pipih yang mengalami beban aksial tekan. 1.3 Tujuan Penelitian 1 Mengetahui pengaruh rasio volumetrik sengkang terhadap kekuatan atau kapasitas aksial kolom beton bertulang penampang pipih yang mengalami beban aksial tekan. 2 Mengetahui pengaruh rasio volumetrik sengkang terhadap daktilitas kolom beton bertulang penampang pipih yang mengalami beban aksial tekan. 1.4 Manfaat Penelitian Dengan memahami pentingnya struktur kolom, maka daktilitas dan kekuatan menjadi sangat penting untuk diteliti dalam kaitannya dengan pendetailan tulangan kolom sehingga nantinya hasil penelitian ini dapat memberikan gambaran kepada perencana struktur dalam pemilihan dan pengaturan jumlah tulangan. Penelitian ini juga diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai besarnya pengaruh rasio volumetrik sengkang terhadap kapasitas aksial tekan dan daktilitas kolom beton bertulang penampang pipih serta menambah wawasan berpikir tentang teori beton bertulang juga menyediakan suatu perbandingan nilai-nilai model yang dipakai dengan petunjuk desain dari hasil percobaan yang sudah ada. 4
1.5 Ruang Lingkup Penelitian Berdasarkan latar belakang, rumusan masalah dan tujuan penelitian untuk memperjelas dan memudahkan dalam penelitian, maka ruang lingkup penelitian ini, yang meliputi : 1. Benda uji yang digunakan adalah kolom beton bertulang penampang pipih dengan ukuran 100x400x300 (mm). 2. Luas tulangan longitudinal tetap yaitu 10D13 (rasio tulangan ρ l = 3,32%) 3. Kuat tekan beton rata-rata rencana ( fc ) 20 Mpa. 4. Ukuran maksimum agregat kasar 15 mm. 5. Sengkang ditinjau sebagai confinement dan penahan tekuk (buckling). 6. Daktilitas yang ditinjau adalah daktilitas regangan. 7. Pembebanan yang dilakukan beban sentris untuk mengkondisikan kolom hanya memikul beban aksial tekan murni. 8. Pengujian dilakukan setelah beton berumur 28 hari di Laboratorium Praktikum Bahan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana. 5