PERILAKU BALOK BETON SANDWICH DALAM MENERIMA BEBAN LENTUR TESIS MAGISTER OLEH FIRDAUS 25098041 BIDANG KHUSUS REKAYASA STRUKTUR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PROGRAM PASCA SARJANA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2000
ABSTRAK Balok merupakan elemen struktur yang berfungsi untuk memikul beban luar arah tegak lurus sumbu batang. Secara teoritis, dianggap bahwa saat beton retak, maka tarikan yang terjadi pada beton diabaikan. Momen lentur pada penampang lintang potongan penampang pada lokasi retak dipikul oleh sepasang kopel gaya ; gaya tekan oleh zona tekan diatas garis netral dan gaya tank oleh tulangan pada daerah tank dibawah garis netral. Respons lentur yang demikian ini, seakan-akan penampang bagian tengah disekitar garis netral tidak menerima tegangan apapun. Anggapan inilah yang membuahkan ide untuk mengkomposisikan beton normal dan beton ringan sebagai suatu struktur sandwich. Investigasi ini bertujuan utama, melakukan studi eksperimental terhadap perilaku lentur balok sandwich disamping kajian tentang mekanisme geser pada bidang kontak komposit kedua jenis beton tersebut. Benda uji terdiri atas tiga lapisan. Lapisan tengah terbuat dan beton ringan dengan kuat tekan tekan 30 MPa, diapit oleh dua buah lapisan luar terbuat dari beton normal 50 MPa. Pengetesan dilakukan terhadap empat buah benda uji balok beton bertulang dan delapan belas buah benda uji geser murni dengan empat tipe penghubung geser. Balok-balok lentur mempunyai panjang 2100 mm, lebar 100 mm dan tinggi 200 mm, sedangkan benda uji geser murni berdimensi 200 mm x 100 mm x 200 mm. Balok lentur dibebani secara statik dan siklik, dan benda uji geser murni dibebani secara statik saja. Observasi terhadap kurva beban-defleksi menunjukkan bahwa kapasitas kuat lentur ditentukan oleh sistim pembebanan, kondisi bidang kontak pada daerah komposit karena penggunaan konnektor dan sifat material yang menyangkut kualitasnya pada lapisan tengah. Dan pengujian geser murni, juga diperoleh bahwa kuat geser friksi (bond strength) cenderung meningkat secara signifikan untuk penampang dengan bagian tengah beton ringan.
ABSTRACT Beams are structural members carrying bending moments due to transverse external loads. Theoretically, it is assummed that at the stage when concrete cracks, all tension on concrete are neglected. Bending moment at the cross section of the crack location is held by a couple of forces ; compressive force comes from the compression part and tensile force contributed by the reinforcement. Such a flexural response, implies that, the middle part of the cross section arround the neutral axis does not carry any stress. This assumption leads to the idea to compose a sandwich beam consisting of a skin of strong normal concrete and a core of light weight concrete of less strength. The main investigation was undertaken to study experimentally the flexural behaviour of normal lighweight sandwich beams and the shear mechanism at the interface zone between the different layers as well. All specimens consisted of three layers. Middle layers were made of 30 MPa lightweight concrete held between the others two layers of 50 MPa normal concrete. Four reinforced concrete bending beams and eightteen shear specimens with four different types of shear connectors were tested. The bending beams were 100 mm wide, 200 mm deep and 2100 mm long. They were tested under static and cyclic loading condition. The shear specimens of 100 mm x 200 mm x 200 mm dimensions, were tested just under static loading conditions. It may be observed from the load-deflection curves obtained, that, flexural capacity is much influenced by loading system, composite condition due to the connectors and the properties of the middle layer concrete. It was also found from the firctional testing that bonding strength tends to the increase significantly if cross sections consisted of a core of lightweight concrete.