jurnal teknik sipil pomits vol. 1, no.1 (2013) 1...

6
JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1-6 1 G Abstrak - Demi alasan keamanaan dan kenyamanaan penguna gedung STPMD Yogyakarta yang dibangun pada tahun 1965, maka gedung tersebut harus dianalisis kembali sesuai dengan peraturan gempa yang terbaru. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan dengan peraturan gempa RSNI 03-1726-201x diketahui bahwa kolom lantai 1 gedung kuliah sekolah tinggi pembangunan masyarakat desa STPMD Yogyakarta tidak sanggup untuk menahan beban rencana. Hal ini dilakukan untuk meminimalisasi korban jiwa dan korban harta benda apabila terjadi gempa pada masa yang akan datang, terlebih pada kolom lantai satu didapat kuat tekan rata-rata adalah 18 Mpa (berdasarkan hasil pengujian hammer test yang dilakukan oleh Lab. Struktur Beton D3 Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada) tidak memenuhi persyaratan untuk beton yaitu 20 MPa. Makalah ini akan merencanakan perkuatan pada gedung kuliah STPMD Yogyakarta baik kerusakan lentur, geser atau kombinasi antara keduanya dengan menggunakan metode penyelubungan material fiber berbahan E-GFRP. Metode perkuatan ini merupakan salah satu metode perkuatan kolom yang dilakukan dengan menyelubungi kolom dengan material fiber berbahan glass di seluruh penampang kolom. Metode E- GFRP ini perlu dianalisis detail untuk membuktikan bahwa hasil dari perkuatan kolom tersebut memenuhi syarat dan sesuai ketentuan yang berlaku (ACI-440-2R-02 Guide for Design of Externally Bonded FRP). Sehingga dapat dipastikan secara analisis bahwa kolom hasil jacketing tersebut mampu memikul beban rencana. Jadi, perlu dibuat diagram interaksi kolom dan analisis kemampuan kolom dengan melapisi material fiber berbahan glass sehingga dapat dinformasikan kemampuan kolom tersebut dalam memikul beban aksial, geser dan lentur. Kata kunci : ACI-440-2R-02 Guide for Design of Externally Bonded FRP, E-GFRP jacketing, Perkuatan kolom beton bertulang. I. PENDAHULUAN edung kuliah Sekolah Tinggi Pembangunan Masyarakat Desa (STPMD) Yogyakarta adalah salah satu bangunan yang dibangun pada tahun 1965. Peraturan yang digunakan pada waktu perencanaan bangunan tidak seperti peraturan sekarang yang sudah mengatur tentang perhitungan beban gempa. Berdasarkan hasil hammer test pada lantai satu diperoleh kuat tekan rata-rata adalah 18 MPa. Hasil hammer test ini tidak memenuhi persyaratan untuk beton yaitu 20 Mpa [1]. Jika komponen bangunan terutama kolom tidak mampu menerima beban rencana dan tetap dipergunakan maka perkuatan (strengthening) harus dilakukan, agar kolom tersebut mampu menahan beban-beban yang terjadi di masa yang akan datang. Dengan melihat kondisi yang ada maka perlu dilakukan tindakan perkuatan (strengthening) agar bangunan layak digunakan kembali. Salah satu metode perkuatan struktur beton yang sedang berkembang saat ini adalah adalah dengan menggunakan material E-GFRP (E- Glass Fiber Reinforced Polymer). Sesuai dengan latar belakang yang telah disampaikan di atas, dalam makalah ini penulis akan merencanakan perkuatan kerusakan struktur kolom pada Sekolah STPMD baik kerusakan lentur, geser atau kombinasi antara keduanya dengan menggunakan material E-GFRP. Material perkuatan glass fiber menyelimuti kolom di seluruh penampang kolom. Metode perkuatan kolom dengan material E-GFRP ini perlu dianalisis lebih detail untuk membuktikan bahwa hasil dari perkuatan kolom tersebut memenuhi syarat dan sesuai ketentuan yang berlaku. Sehingga dapat dibuktikan secara analisis bahwa kolom hasil perkuatan tersebut mampu memikul beban rencana. II. TINJAUAN PUSTAKA A. Umum Perkuatan (strengthening) pada struktur bangunan adalah suatu tindakan modifikasi struktur yang sudah ataupun belum mengalami kerusakan, dengan tujuan untuk menaikkan kekuatan atau daktilitas struktur [2]. Elemen struktur beton yang dapat diperkuat dengan FRP adalah balok, pelat, dan kolom beton bertulang. Suatu kolom beton bertulang yang menerima beban aksial tekan secara konsentris, maka akan menderita tegangan tekan dan regangan yang sama besarnya pada seluruh penampang kolom. Beton dan baja tulangan longitudinal bekerja sama dalam menahan tegangan ini. Jika kolom tersebut diberi perkuatan lembaran FRP (FRP Wrap) yang dipasang mengelilingi penampang kolom, maka beban aksial pada kolom akan dipikul bersama-sama antara beton, tulangan longitudinal, dan FRP [3]. B. Metode Perkuatan Metode perkuatan kolom yang akan dilakukan adalah perkuatan dengan material E-GFRP yaitu metode perkuatan kolom yang dilakukan dengan cara menyelimuti kolom yang sudah berdiri (existing column) dengan lembaran E- GFRP di seluruh penampang kolom Studi Perkuatan Struktur Gedung Kuliah STPMD Yogyakarta dengan Menggunakan Material E-Glass Fiber Reinforced Polymer (E-GFRP) Michael Deardo Gibson Simamora, Prof.Tavio, ST. MT. Ph.D Jurusan Teknik Sipil – Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail : [email protected]

Upload: nguyennhu

Post on 31-Aug-2018

238 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1 …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-33974-3111105041-Paper.pdf · JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) ... di atas, dalam

JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1-6 1

G

Abstrak - Demi alasan keamanaan dan kenyamanaan penguna gedung STPMD Yogyakarta yang dibangun pada tahun 1965, maka gedung tersebut harus dianalisis kembali sesuai dengan peraturan gempa yang terbaru. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan dengan peraturan gempa RSNI 03-1726-201x diketahui bahwa kolom lantai 1 gedung kuliah sekolah tinggi pembangunan masyarakat desa STPMD Yogyakarta tidak sanggup untuk menahan beban rencana. Hal ini dilakukan untuk meminimalisasi korban jiwa dan korban harta benda apabila terjadi gempa pada masa yang akan datang, terlebih pada kolom lantai satu didapat kuat tekan rata-rata adalah 18 Mpa (berdasarkan hasil pengujian hammer test yang dilakukan oleh Lab. Struktur Beton D3 Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada) tidak memenuhi persyaratan untuk beton yaitu 20 MPa. Makalah ini akan merencanakan perkuatan pada gedung kuliah STPMD Yogyakarta baik kerusakan lentur, geser atau kombinasi antara keduanya dengan menggunakan metode penyelubungan material fiber berbahan E-GFRP. Metode perkuatan ini merupakan salah satu metode perkuatan kolom yang dilakukan dengan menyelubungi kolom dengan material fiber berbahan glass di seluruh penampang kolom. Metode E-GFRP ini perlu dianalisis detail untuk membuktikan bahwa hasil dari perkuatan kolom tersebut memenuhi syarat dan sesuai ketentuan yang berlaku (ACI-440-2R-02 Guide for Design of Externally Bonded FRP). Sehingga dapat dipastikan secara analisis bahwa kolom hasil jacketing tersebut mampu memikul beban rencana. Jadi, perlu dibuat diagram interaksi kolom dan analisis kemampuan kolom dengan melapisi material fiber berbahan glass sehingga dapat dinformasikan kemampuan kolom tersebut dalam memikul beban aksial, geser dan lentur.

Kata kunci : ACI-440-2R-02 Guide for Design of

Externally Bonded FRP, E-GFRP jacketing, Perkuatan kolom beton bertulang.

I. PENDAHULUAN

edung kuliah Sekolah Tinggi Pembangunan Masyarakat Desa (STPMD) Yogyakarta adalah salah satu bangunan yang dibangun pada tahun 1965.

Peraturan yang digunakan pada waktu perencanaan bangunan tidak seperti peraturan sekarang yang sudah mengatur tentang perhitungan beban gempa.

Berdasarkan hasil hammer test pada lantai satu diperoleh kuat tekan rata-rata adalah 18 MPa. Hasil hammer test ini tidak memenuhi persyaratan untuk beton yaitu 20

Mpa [1]. Jika komponen bangunan terutama kolom tidak mampu menerima beban rencana dan tetap dipergunakan maka perkuatan (strengthening) harus dilakukan, agar kolom tersebut mampu menahan beban-beban yang terjadi di masa yang akan datang.

Dengan melihat kondisi yang ada maka perlu dilakukan tindakan perkuatan (strengthening) agar bangunan layak digunakan kembali. Salah satu metode perkuatan struktur beton yang sedang berkembang saat ini adalah adalah dengan menggunakan material E-GFRP (E-Glass Fiber Reinforced Polymer).

Sesuai dengan latar belakang yang telah disampaikan di atas, dalam makalah ini penulis akan merencanakan perkuatan kerusakan struktur kolom pada Sekolah STPMD baik kerusakan lentur, geser atau kombinasi antara keduanya dengan menggunakan material E-GFRP. Material perkuatan glass fiber menyelimuti kolom di seluruh penampang kolom. Metode perkuatan kolom dengan material E-GFRP ini perlu dianalisis lebih detail untuk membuktikan bahwa hasil dari perkuatan kolom tersebut memenuhi syarat dan sesuai ketentuan yang berlaku. Sehingga dapat dibuktikan secara analisis bahwa kolom hasil perkuatan tersebut mampu memikul beban rencana.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Umum Perkuatan (strengthening) pada struktur bangunan

adalah suatu tindakan modifikasi struktur yang sudah ataupun belum mengalami kerusakan, dengan tujuan untuk menaikkan kekuatan atau daktilitas struktur [2].

Elemen struktur beton yang dapat diperkuat dengan FRP adalah balok, pelat, dan kolom beton bertulang. Suatu kolom beton bertulang yang menerima beban aksial tekan secara konsentris, maka akan menderita tegangan tekan dan regangan yang sama besarnya pada seluruh penampang kolom. Beton dan baja tulangan longitudinal bekerja sama dalam menahan tegangan ini. Jika kolom tersebut diberi perkuatan lembaran FRP (FRP Wrap) yang dipasang mengelilingi penampang kolom, maka beban aksial pada kolom akan dipikul bersama-sama antara beton, tulangan longitudinal, dan FRP [3]. B. Metode Perkuatan

Metode perkuatan kolom yang akan dilakukan adalah perkuatan dengan material E-GFRP yaitu metode perkuatan kolom yang dilakukan dengan cara menyelimuti kolom yang sudah berdiri (existing column) dengan lembaran E-GFRP di seluruh penampang kolom

Studi Perkuatan Struktur Gedung Kuliah STPMD Yogyakarta dengan Menggunakan Material E-Glass Fiber

Reinforced Polymer (E-GFRP) Michael Deardo Gibson Simamora, Prof.Tavio, ST. MT. Ph.D

Jurusan Teknik Sipil – Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail : [email protected]

Page 2: JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1 …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-33974-3111105041-Paper.pdf · JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) ... di atas, dalam

JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1-6 2

Gambar 1. Menunjukkan perkuatan kolom dengan material FRP

Gambar 1. Perkuatan dengan FRP Jacketing

III. METODOLOGI Penyelesaian makalah ini, dilakukan dengan tahap-tahap pengerjaan yang digambarkan pada gambar 2.

Gambar 2. Diagram Alir Pengerjaan Makalah

IV. ANALISIS STRUKTUR EKSISTING

Analisis struktur eksisting dilakukan berdasarkan peraturan gempa terbaru RSNI-1726-201x dan pembebanan berdasarkan PPIUG 1983. A. Data Struktur Eksisting Data gedung eksisting sebagai berikut : a. Nama gedung : STPMD Yogyakarta b. Lokasi : Kota Yogyakarta c. Fungsi bangunan : Sekolah d. Tinggi bangunan : 12 meter (3 lantai) e. Luas bangunan : 16 x 24 m f. Struktur bangunan : Beton bertulang g. Penutup atap : Beton bertulang h. Balok induk : 300x600 mm i. Dimensi kolom : 500x500 mm j. Tulangan kolom : 12D19 k. Sengkang kolom : 2P10-150 l. Mutu beton (f’c) : 18 MPa m. Mutu baja (fy) : 350 MPa B. Gaya Gempa Struktur Eksisting

Pembebanan gempa digunakan berdasarkan metode statik ekuivalent dan metode Respons Spectrum [4]. Gaya gempa lateral (Fx) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dengan persamaan

Fx = Cvx V dengan

∑=

=n

n

ki

kxx

xv

hW

hWC

11

Cvx : Faktor distribusi vertikal

V : Gaya gempa dasar struktur (Kg) hi dan hx : Tinggi dari dasar ke lantai ke i atau x

Perhitungan gaya gempa tiap tingkat(Fi), ditabelkan pada

Tabel 1. Tabel 1. Distribusi Beban Gempa Static Ekuivalent (V)

Untuk mendapat gaya geser Respons Spectrum digunakan program bantu analisis struktur komersil. Dari hasil analisa struktur diperoleh gaya geser Respons Spectrum seperti pada Tabel 2.

Tabel 2. Gaya Geser Dasar Ragam (Vt) Tipe beban gempa 100% 30%

Gempa R. Spektrum X (Kg) 551900.49 168759.5

Gempa R. Spektrum Y (Kg) 557206.53 165707.8 Kombinasi respons untuk gaya geser dasar ragam dinamik

(Vt) lebih besar dari 85 persen gaya geser dasar statik (V) [4].

0,85 V = 0,85× 207.648,4 Kg = 176.501,41 Kg

Vt arah x = 551.900,49 Kg > 176.501,41 Kg ...... (ok) Vt arah y = 557.206,53 Kg > 176.501,41 Kg ...... (ok)

Lantai Wi (Kg) hi (m) k Wi hik Cv Fi (Kg) V (Kg)

Atap 208512 12 1.055 2870823 0.2971 61685 61684.6

2 510998 8 1.055 4586305 0.4746 98545 160229.4

1 510998 4 1.055 2206895 0.2284 47419 207648.4

Page 3: JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1 …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-33974-3111105041-Paper.pdf · JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) ... di atas, dalam

JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1-6 3

C. Kontrol Simpangan dan Partisipasi Massa Simpangan antar lantai tingkat disain (∆) seperti

ditentukan tidak boleh melebihi simpangan antar lantai tingkat ijin (∆a) untuk semua tingkat [1].

Kontrol simpangan antara lantai dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.

Tabel 2. Kontrol Kinerja Batas Struktur Akibat Beban Gempa Arah Sumbu X

Ket

Δ < Δa/ρ

Atap 4000 31.70 116.23 28.23 60.00 46.15 ok

2 4000 24.00 88.00 46.93 60.00 46.15 not ok

1 4000 11.20 41.07 41.07 60.00 46.15 ok

Δa/ρΔ (mm)Lantai hi (mm) δxe (mm) δx(mm) Δa (mm)

Tabel 3. Kontrol Kinerja Batas Struktur Akibat Beban

Gempa Arah Sumbu Y Ket

Δ< Δa/ρ

Atap 4000 31.70 95.10 23.10 60.00 46.15 ok

2 4000 24.00 72.00 38.40 60.00 46.15 ok

1 4000 11.20 33.60 33.60 60.00 46.15 ok

Δa/ρΔ (mm)Lantai hi (mm) δxe (mm) δx(mm) Δa (mm)

V. ANALISIS KOLOM EKSISTING Denah kolom eksisting ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Denah Kolom Eksisting

A. Kondisi Terbebanai Sentris Kolom Eksisting Beban sentris menyebabkan tegangan tekan yang merata

di seluruh bagian penampang yang menyebabkan saat terjadi keruntuhan, tegangan dan reganganya akan merata diseluruh bagian penampang seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Geometri Kolom, Regangan, Tegangan Kolom Eksisting (Terbebani Sentris)

B. Kondisi Terbebani Eksentris Kolom Eksisting Prinsip-prinsip pada balok mengenai distribuasi tegangan

dan blok tegangan segiempat ekuivalent dapat diterapkan pada kolom terbebani eksentris seperti pada Gambar 5.

Gambar 5. Geometri Kolom, Regangan, Tegangan Kolom Eksisting (Terbebani Eksentris)

Kolom eksisting akan dianalisis dengan menggunakan

program analisis kolom komersil. Dari hasil program analisis struktur komersil didapat gaya dalam maksimal pada kolom lantai satu ditunjukkan pada Tabel 4.

Tabel 4. Beban Aksial Dan Momen Lentur Kolom C16 Eksisting Antara Lt. Dasar Dan Lt. 1 (As 4-A)

My Mx

Momen 22 (kNm) Momen 33 (kNm)

1 1.4 BS + 1.4 D -439.72 -7.38 12.93

2 1.2BS + 1.2D + 1.6L -422.90 -6.64 -10.49

3 1.2BS +1.2D + 1L + RSPX -1212.05 367.21 -116.64

4 1.2BS +1.2D + 1L - RSPX -1212.05 -357.21 97.95

5 1.2BS +1.2D + 1L + RSPY -815.52 -103.67 -366.83

6 1.2BS +1.2D + 1L - RSPY -815.52 -103.67 -366.83

7 0.9BS + 0.9 D + RSPX -1071.83 365.70 -113.92

8 0.9BS + 0.9 D - RSPX -1071.83 365.70 -113.92

9 0.9BS + 0.9 D + RSPY -675.30 112.16 -364.11

10 0.9BS + 0.9 D - RSPY -675.30 112.16 -364.11

Kombinasi beban Axial (kN)No

Diagram interaksi kolom C16 dapat dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7.

Gambar 6. Diagram interaksi kolom C16 (As 4-A) eksisting

antara lt.dasar dan lt.1 sumbu Mx

C30

B

3000 3000

C

3000

D

3000

E

3000

F

3000

G

3000

H

3000

I

2000

3000

3000

3000

3000

2000

1

2

3

4

5

6

7

1

2

4

5

6

7

16000

24000

C31 C35 C36 C32 C38 C39 C33 C34

C25 C27 C29

C16 C17 C21 C22 C18 C23 C24 C19

C11 C12C14

C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10

C20

C26 C28

C13C15

A

Regangan TeganganGeometri kolom

C

0,85.f'c.

127

186,5

d

1

2

3

4

12D19

500

186,5

ec = 0,003

Cs1

Cs 2

Cs 3

Cs 4

Cc

Regangan TeganganGeometri kolom

500

186,5

ec = 0,003

Cs1

Cs 2

Cs 3

Cs 4

Cc

0,85.f'c.

127

186,5

d

1

2

3

4

12D19

es1

es2

es3

es4

a=236,3c=278,2

Page 4: JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1 …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-33974-3111105041-Paper.pdf · JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) ... di atas, dalam

JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1-6 4

Gambar 7. Diagram Interaksi Kolom C16 (As 4-A) Eksisting

antara Lt.Dasar Dan Lt.1 Sumbu My

Dari diagram interaksi di atas dapat diketahui bahwa kapasitas kolom eksisting C16 (As 4-A) tidak sanggup untuk menahan momen yang bekerja pada arah sumbu x dan sumbu y. Dari analisis yang telah dilakukan kontrol gaya geser memenuhi syarat tetapi persyaratan Strong Column Weak Beam tidak terpenuhi. Maka untuk menambah kekuatan kolom tersebut perlu dilakukan perkuatan kolom

VI. ANALISIS KOLOM E-GFRP JACKETING A. Perencanaan Perkuatan

Setelah dilakukan analisis terhadap semua kolom lantai satu, ternyata perkuatan akan dilakukan pada 35 buah kolom dari 37 kolom eksisting karena berdasarkan analisis sebelumnya kolom tidak memenuhi persyaratan. Perencanaan E-GFRP jacketing mengacu pada ACI 440.2R-02.

Direncanakan menggunakan tebal E-GFRP = 2,58 mm Gambar 8. menyajikan rencana penampang kolom E-GFRP jacketing.

Gambar 8. Rencana Penampang Kolom E-GFRP Jacketing

Menghitung tegangan beton terkekang menggunakan persamaan [5]

�′�� ��′��2,251� 7,9 ����′ � 2 ����′ � 1,25�

keterangan f’ cc : tegangan beton terkekang (MPa) fl : batasan tekanan akibat E-GFRP jaketing (MPa) fc’ : kuat tekan beton ��� : regangan efektif dalam perkuatan FRP (mm/mm) �� : modulus elastisitas dari FRP (MPa) r : jarak pelapisan FRP ke bagian tepi pada penampang

persegi atau persegi panjang (mm) minimum jarak r = 1/2 inci (13 mm) dari sudut luar. �� � ��.ƿ�.���� � ��.ƿ�.���.��� ƿ � !"!#$ % � &'( % � 500**'500** % � 250.000**� %+, � 0,25'-'.�'/ %+, � 0,25'22/7'19�'12 %+, � 3403,7142**�

ƿ � 250.000**�3403,7142**� ƿ � 0,013615

45 � 1 � 67 � 289� � 6: � 289�37:61 � ƿ 9

45 � 1 � 6500 � 2'139� � 6500 � 2'139�3500'500'61 � 0,0136159

45 � 0,39259

ƿ� � 2/;�67 � :97:

ƿ� � 2'2'1,29'6500 � 5009500'500 ƿ� � 0,02064 ��� � 0,75��<dibatasi��� � 0,004 ��� � 0,75'0,013 ��� � 0,00975 Jadi nilai ��� yang dipakai adalah 0,004. Modulus Elastisitas E-GFRP = 37.000 MPa

�� � 45.ƿ� .���.��2

�� � 0,39259'0,02064'0,004'37.0002 �� � 0,599633 Jadi,

�′CC ��′C�2,251 � 7,9 ����D � 2 ����D � 1,25� �′CC � 18'�2,251 � 7,9 0,59963318 � 2' 0,59963318� 1,25� �′CC � 21,9082FGH

(E-GFRP Jacketing)

2Ø10-15040

2.58

Beton

E-GFRP Jacketing2,58 mm

500505.16

500

505,16

12D19

Page 5: JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1 …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-33974-3111105041-Paper.pdf · JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) ... di atas, dalam

JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1-6 5

B. Kondisi Terbebani Sentris Tegangan tekan maksimum kolom beton setelah diperkuat

dengan E-GFRP jacketing yang hanya memberikan konstribusi kurungan beton [5] akan digambarkan dalam geometri kolom, diagram regangan dan tegangan (beban sentris) akan digambarkan pada gambar 9.

Gambar 9. Geometri Kolom, Diagram Regangan dan Tegangan Kolom Dengan E-GFRP Jacketing

Untuk mengetahui kekuatan axial nominal (ϕGJ) setelah

perkuatan digunakan persamaan [5] ϕGJ � 0,80ϕ[0,85K��DCCL% − %+,M + (�N%+,)] ϕGJ = 0,80x0,65[0,85'0,95'21,82'(250.0

− 3403,7142) + (350'3403,7142)] ϕGJ = 2.878.212,981N ϕGJ = 2.878,213KN keterangan GJ = kekuatan axial nominal (N) ɸ = 0,65 (faktor reduksi kekuatan ) K� = 0,95 ( Faktor reduksi tambahan untuk perkuatan FRP) �DCC = kekuatan tekan nyata dari beton (MPa) % = luas area penampang (mm2) %+, = luas area perkuatan FRP (mm2) �N = tegangan leleh baja tulangan (MPa)

C. Kondisi Terbebani Eksentris

Dicoba dengan nilai c = 150 mm a = 0,85 x c

a = 0,85 x 150 mm a = 127,5 mm

Geometri kolom, diagram regangan dan tegangan beban eksentris nilai C = 150 mm akan digambarkan sesuai dengan Gambar 10.

Gambar 10. Geometri Kolom, Diagram Regangan Tegangan

Kolom dengan E-GFRPJacketing

Setelah diperkuat dengan E-GFRP jacketing 2,58 mm , hasil analisis gaya dalam maksimal pada kolom disajikan pada tabel 6.

Tabel 6. Beban Aksial dan Momen Lentur Maksimal Kolom 16 antara Lt. Dasar dan Lt. 1

(C16 As 4-A) Mx My

Momen 33 (kNm) Momen 22 (kNm)

1 1.4BS + 1.4 D -439.72 12.931 -7.379

2 1.2BS + 1.2D + 1.6L -422.9 -10.489 -6.644

3 1.2BS +1.2D + 1L + RSPX -1212.05 -116.635 367.214

4 1.2BS +1.2D + 1L - RSPX -1212.05 97.95 -357.214

5 1.2BS +1.2D + 1L + RSPY -815.52 -366.828 -103.67

6 1.2BS +1.2D + 1L - RSPY -815.52 -366.828 -103.67

7 0.9BS + 0.9 D + RSPX -1071.83 -113.92 365.704

8 0.9BS + 0.9 D - RSPX -1071.83 -113.92 365.704

9 0.9BS + 0.9 D + RSPY -675.3 -364.113 112.16

10 0.9BS + 0.9 D - RSPY -675.3 -364.113 112.16

No Kombinasi beban Axial (kN)

Tabel 7. Nilai c dengan Nilai ɸPn dan ɸMn Kolom E-GFRP

Jacketing

nilai c Pn Mn nilai Ф Ф Pn Ф Mn

550 5281.1 0.0 0.65 3432.71 0.00

500 5227.4 350.5 0.65 3397.84 227.81

450 4636.6 395.6 0.65 3013.80 257.11

400 4060.4 459.1 0.65 2639.27 298.38

350 3397.5 519.8 0.65 2208.35 337.90

300 2651.3 570.8 0.65 1723.34 371.00

290 2522.8 574.8 0.659 1663.25 378.94

280 2390.8 578.4 0.677 1619.73 391.86

270 2254.97 581.71 0.697 1571.74405.46

260 2114.79 584.73 0.718 1518.53419.86

250 1969.77 587.48 0.741 1459.16435.19

240 1819.30 590.03 0.765 1392.47451.60

230 1662.67 592.43 0.792 1317.08469.29

220 1499.04 594.78 0.821 1231.21488.51

210 1358.11 595.22 0.853 1158.88507.90

200 1211.43 595.58 0.888 1076.32529.15

190 1057.70 596.00 0.9 951.93 536.40

180 895.73 599.53 0.9 806.16 539.57

170 724.08 604.06 0.9 651.67 543.65

163.6 608.32 607.46 0.9 547.49 546.71

160 540.93 609.59 0.9 486.84 548.63

150 343.97 616.47 0.9 309.58 554.83

100 -986.07 407.55 0.9 -887.46 366.79

50 -2717.04 0 0.9 -2445.34 0

505,16

es1

es2

es3

es4

C = 150

Regangan Tegangan

Cs1

Cs2

Cs3

Cs4

Cc

Ce-gfrp_bot

505,16

efe_topCe-gfrp_top

12D19

Geometri kolom

0,004

efe_bottom

a = 127,5

Ce-gfrp_layer 1-15

Ce-gfrp_layer 16-51

505,16

127,08

189,08

ec = 0,004

Cs1

Cs 2

Cs 3

Cs 4

Cc

Regangan

C

0,85.f'cc.B Ce-gfrp_top

Ce-gfrp_bot

Ce-gfrplayer 1-51

Tegangan

12D19

189,08

Geometri kolom

Page 6: JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1 …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-33974-3111105041-Paper.pdf · JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) ... di atas, dalam

JURNAL TEKNIK SIPIL POMITS Vol. 1, No.1 (2013) 1-6 6

Gambar 11. Perbandingan Diagram Interaksi Sebelum dan Sesudah Diperkuat E-GFRP Jacketing

2,58 mm Kolom C16

D. Kontrol Gaya Geser Mengitung gaya geser nominal dapat menggunakan

persamaan [5] ɸ Vn ≥ Vu

ɸ Vn = ɸ . (Vc + Vs + ψf .Vf) Keterangan: SJ = kekuatan geser nominal (N) Vc = kuat geser beton (N) Vs = kuat geser baja tulangan (N) V f = kontribusi kekuatan geser dari FRP (N) ψf =0,95 (faktor reduksi untuk perkuatan yang dilapisi penuh)

Kontribusi dari FRP dapat dihitung dengan menggunakan persamaan [5]

S� � !�T.U���.6VWX ∝Z[\V ∝9]�^�

Ef = 37.000 Mpa (modulus elastisitas material E-GFRP) εfu* = 0,02 f fu = CE x ffu* f fu = 740 Mpa εfu = CE x εfu* εfu = 0,75 x 0,02 εfu = 0,015 εfe = 0,75 εfu ≤ 0,004 εfe = 0,75 x 0,015 ≤ 0,004 εfe = 0,01125 ≤ 0,004 jadi dipakai εfe = 0,004 wf = 254 mm df = 500 mm

%�_ � 2/;� �̀

A fv = 2 x 2 x 1,29 mm x 254 mm A fv = 1310,64 mm2

ffe = εfe x Ef ffe = 0,004 x 37.000 Mpa ffe = 148 MPa

S� � 1310,64**�'148FGH'6ab / 0 � cos 09'500**254** Vf = 381.840 N

S� � e1 � fg14%hi ' j�′�6 '7`'k

S� � e1 � 422.900f14'6300'6009i ' √186 '300'440,5 S� � 133.898,87f � 133,898mf Berdasarkan tulangan terpasang 2Ф10-150, maka

Sa � %n'op'ka � 62' 14 '-'10�9'350'440,5150 Sa � 161.451,68f � 161,45mf Syarat Ф .Vn > Vu ɸ Vn = ɸ x (Vc + Vs + ψf .Vf) ɸ Vn = 0,85 x (133,898 + 161,45 + 0,95 x 381,84) ɸ Vn = 559,38 KN

Gaya geser yang bekerja di sepanjang bentang kolom (Vu) ditentukan dari Mpr+ dan Mpr- balok yang menyatu dengan kolom tersebut.

)(in

prpr

h

MMVu

+− +=

)

)6.04(

98,1902,369(

−+=Vu

Vu = 164,8 KN Syarat Ф .Vn > Vu 559,38 KN > 164,8 KN OK

DAFTAR PUSTAKA [1] Badan Standar Nasional, 2007. Tata Cara Perhitungan

Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002)

dilengkapi Penjelasan (S-2002), ITS Press, Cetakan Pertama. [2] Kristiawan.2011. Kompatibilitas Susut antara Material

Perbaikan dan Beton. Jurnal Teoretis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil Vol. 18 2(8).

[3] Noorhidana dan A.Vera, 2011, Perilaku Kolom Dengan Perkuatan Cfrp Terhadap Beban Aksial Tekan Konsentris, Prosiding : Seminar Nasional Sains & Teknologi – IV, Bandar Lampung.

[4] Badan Standar Nasional. 2010. Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-201x)

[5] American Concrete Institute.2002.Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures (ACI 440.2R-02). Reported by ACI Committee 440.