jurnal teknik sipil - rp2u.unsyiah.ac.id

JURNAL TEKNIK SIPIL

Universitas Muhammadiyah Aceh

Pengaruh Konfigurasi Sengkang terhadap 81 Kekakuan Kolom yang Dibebani Gaya Geser dan Aksial Tekan 0,2 Po Munawir1), Taufiq Saidi2), Rudiansyah Putra3

PENGARUH KONFIGURASI SENGKANG TERHADAP KEKAKUAN KOLOM YANG DIBEBANI GAYA

GESER DAN AKSIAL TEKAN 0,2 P0

Munawir 1 , Taufiq Saidi 2 dan Rudiansyah Putra 3

1) Mahasiswa Pascasarjana pada Magister Teknik Sipil Unsyiah, Jl. Syech A. Rauf No. 7 Darussalam, Banda Aceh 23111, email: [email protected]

2,3)Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, Jl. Syech A. Rauf No. 7 Darussalam, Banda Aceh 23111, email: [email protected], [email protected]

ABSTRAK

Fokus utama penelitian ini ditujukan untuk mengkaji pengaruh konfigurasi sengkang terhadap kekakuan kolom yang dibebani beban aksial konstan sebesar 229 kN atau setara 0,2 Po; dimana Po merupakan kapasitas nominal aksial kolom beton bertulang berdimensi 200 x 200 mm2 dengan mutu beton (f’c) = 24 MPa, menggunakan tulangan longitudinal 12 D 11,6 (fy= 356,5 MPa) dan tulangan sengkang berdiameter 5,6 mm dengan fy = 611,3 MPa. Penelitian ini diaplikasikan pada empat benda uji kolom yang divariasikan konfigurasi sengkangnya berupa: sengkang normal, S0 ( ); sengkang tiga lengan, S1 ( ); sengkang crosties, S2 ( ) dan sengkang diamond, S3 ( ). Panjang kolom yang diteliti adalah L= 580 mm. Saat dilakukan pengujian, bagian ujung bawah kolom tertumpu secara kaku dan ujung atasnya dipasangkan bearing pemberi beban yang terhubung secara langsung dengan load cell vertikal sehingga beban aksial tekan yang diberikan tegak lurus terhadap bidang kontak pada permukaan atas kolom. Bearing pemberi beban berperilaku sebagai tumpuan rol yang tidak menghambat ujung atas kolom untuk berdefleksi saat dibebani beban lateral yang disalurkan melalui load cell horizontal. Proses pembebanan diawali dengan pembebanan aksial sampai tercapai beban aksial konstan rencana dan diteruskan dengan pembebanan geser dari gaya dorong load cell horizontal yang diberikan secara perlahan sampai dengan benda uji kolom mengalami kehancuran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan tulangan sengkang ekstra mampu meningkatkan kekakuan kolom. Berdasarkan hasil perhitungan kekakuan kolom berdasarkan data defleksi yang terjadi saat beban geser kolom yang diberikan sebesar V= 90 kN diperoleh rasio nilai kekakuan relatif kolom terhadap penampang utuh (EI0) sebesar 0,622; 0,685; 0,762 dan 0,793 berturut-turut untuk kolom dengan tulangan sengkang normal (S0), sengkang tiga lengan (S1), sengkang crosties (S2) dan sengkang diamond (S3). Nilai kondisi ujung yang memenuhi untuk kolom yang ujung-ujungnya tertumpu seperti pada penelitian ini dipenuhi oleh k= 1,54 yang diperoleh melalui trial and assessment. Kata kunci: kolom beton bertulang, beban tekan aksial, gaya geser, nilai kekakuan kolom,

faktor kondisi ujung kolom.

1. PENDAHULUAN

Kekakuan kolom mempunyai pengaruh yang besar dalam menjamin ketersediaan daktilitas

elemen struktur yang memadai dalam pemencararan energi selama struktur bangunan menerima

beban gempa. Kolom yang memiliki kekakuan yang baik akan mampu menjamin terpenuhinya

prinsip kolom kuat balok lemah (strong column weak beam) dengan tidak hanya bertumpu pada

kekuatan kapasitas penampang saja, namun juga mampu berdeformasi inelastis dengan baik serta

dapat mampu mempertahankan kekakuannya sampai defleksi yang lebih besar.

Berdasarkan ketentuan perhitungan besarnya beban gempa yang terjadi pada bangunan sesuai

JURNAL TEKNIK SIPIL



SNI 2002 ditetapkan salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya beban gempa yang

diaplikasikan pada bangunan yang didesain adalah nilai daktilitas struktur () yang terikat dengan

nilai faktor reduksi beban gempa (R). Dengan merujuk kepada pendekatan teoritis perhitungan

gempa yang tercantum pada peraturan perhitungan beban gempa SNI 2002 tersebut maka dapat

dipahami bahwa peningkatan nilai kekakuan elemen kolom akan mengijinkan untuk diperkecilnya

nilai beban gempa rencana yang diaplikasikan pada bangunan gedung ataupun dapat juga

disampaikan bahwa bila faktor daktilitas elemen yang meningkat pada kolom diabaikan, maka pada

kenyataannya kolom akan mempunyai cadangan kapasitas daktilitas guna mendisipiasi energi yang

bersumber dari gaya gempa yang membebaninya.

Kehancuran bangunan gedung akibat lemahnya kemampuan elemen struktur kolom beton

bertulang dalam menahan beban gempa dijumpai pada beberapa gempa besar yang terjadi di

Indonesia. Untuk kasus gedung bertingkat, kehancuran kolom lantai dasar atau lantai satu sering

terjadi sebagai akibat lemahnya kemampuan kolom dalam menahan gaya geser, sebagaimana di

jumpai pada Gempa Aceh tanggal 26 Desember 2004 maupun Gempa Sumbar tanggal 30

September 2009. Kegagalan kolom dalam menahan beban gempa diperkirakan disebabkan oleh

rendahnya daktilitas kolom sehingga elemen tersebut tidak dapat mendisipiasikan energy gempa

kepada elemen lain yang terhubung padanya serta tidak dapat mempertahankan kekakuannya selama

deformasi terjadi.

Merujuk kepada ketentuan perhitungan kapasitas geser kolom berdasarkan acuan perhitungan

analisa dan desain beton bertulang Indonesia SNI 2002 dan American Concrete Institute (ACI) 2005,

tulangan sengkang yang dianggap berkonstribusi terhadap kapasitas geser kolom adalah tulangan

sengkang yang searah gaya geser, sedangkan tulangan sengkang yang dipasang tegak lurus atau

membentuk sudut terhadap gaya geser yang bekerja pada kolom diabaikan pengaruhnya.

Berdasarkan hasil pengujian kolom yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya diperoleh suatu

hasil bahwa pemberian tulangan sengkang dalam arah yang tidak sejajar gaya geser, meskipun tidak

menambah kapasitas geser kolom yang disumbangkan oleh sengkang, namun turut meningkat

kapasitas geser kolom karena adanya peningkatan kapasitas geser yang disumbangkan oleh efek

kekangan beton. Adanya beban tekan aksial yang bekerja pada kolom juga turut meningkatkan

kapasitas geser dan kekakuan kolom. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh variasi

konfigurasi sengkang terhadap pola kehancuran dan kapasitas geser kolom beton bertulang yang

dibebani tekan aksial secara konstan 0,2 P0 sebagai kajian lanjutan dari penelitian sebelumnya.

Artikel ini melaporkan data eksperimen tentang kekakuan kolom beton bertulang dengan

dimensi penampang 200 x 200 mm2 dan panjang batang L= 580 mm yang dibebani aksial konstan

sebesar 229 kN atau setara 0,2 Po dan dibebani gaya geser hingga kolom mencapai kehancuran.

Kekakuan kolom yang menjadi pokok pembahasan artikel ini dibatasi pada kekakuan kolom

sebelum retak, kekakuan kolom terkait dengan kondisi ujung-ujung kolom dan kekakuan kolom

setelah mengalami retak dan mencapai beban geser maksimum serta mengalami kehancuran.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan tulangan sengkang ekstra pada kolom S1, S2

dan S3 mampu meningkatkan kekakuan kolom setelah retak jika dibandingkan dengan kolom

normal (S0). Penambahan tulangan ekstra diperkirakan mampu meningkatkan efek kekangan kolom

dalam memikul beban aksial dan meningkatkan kemampuannya dalam memikul gaya geser serta

mampu berdeformasi inelastis dengan lebih baik, terutama setelah kolom mengalami retak.

2. KAJIAN PUSTAKA

Pada Kajian Pustaka Artikel ini dipaparkan teori-teori yang terkait penelitian yang dilakukan,

hasil- hasil penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti terdahulu yang turut menjadi kajian dan

JURNAL TEKNIK SIPIL



dasar pengembangan pelaksanaan penelitian ini serta hasil- hasil penelitian yang telah dipaparkan

pada artikel sebelumnya yang juga merupakan bagian dari serangkaian penelitian yang dilakukan

bersamaan dengan pengujian kolom yang hasil penelitiannya dipaparkan pada artikel ini. Secara

umum persamaan-persamaan matematis yang dipergunakan untuk perhitungan teoritis pada

penelitian ini merujuk kepada ACI 318-2005 dan Laporan khusus yang disampaikan Joints ASCE-

ACI Task Committee 426 menyangkut permasalahan kapasitas geser elemen struktur beton

bertulang..

2.1. Pengaruh Beban Aksial terhadap Perilaku Kolom yang Dibebani Geser

Saidi, T. dan Samsunan (2010) berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap

kolom beton bertulang tanpa penambahan tulangan sengkang ekstra mendapatkan kesimpulan

bahwa pemberian beban aksial pada kolom yang dibebani gaya lateral akan menurunkan besarnya

defleksi yang timbul pada saat tercapainya beban ultimit. Semakin besar beban aksial yang diberikan

maka semakin kecil defleksi yang terjadi pada saat kolom mencapai beban geser ultimit sebagai efek

adanya kekangan pada elemen kolom yang dibebani gaya aksial tersebut. Hal ini sejalan dengan

kesimpulan dari hasil penelitian Prisley, dkk seperti diperlihatkan pada Gambar 2.1.

Gambar. 2.1.a. Konstribusi gaya tekan aksial terhadap kapasitas geser kolom.

Gambar. 2.1.b. Hubungan antara rasio perpindahan terhadap beban aksial kolom berdasarkan

variasi rasio tulangan sengkangnya.

Sumber: Priesley et al., (1996)

Menurut Raju N.K dan R.N. Pranesh (2007), kekuatan geser aktual pada beton akan meningkat

dengan adanya beban tekan aksial dan akan melemah jika diberikan beban tarik aksial. Dengan

adanya gaya tarik dapat mempercepat proses retak dan juga meningkatkan sudut kemiringan retak

geser sedangkan dengan adanya tekan aksial menyebabkan efek perlawanan seperti yang lazim

terjadi pada balok beton prategang (pre-stressed).

Berdasarkan hasil pengukuran defleksi yang terjadi pada kolom yang dibebani aksial tekan dan

geser dengan panjang L = 580 mm yang diberikan tulangan sengkang ekstra berupa sengkang tiga

lengan dan sengkang crosties, sebagaimana merujuk kepada Saidi, T, dkk (2011) memperlihatkan

bahwa peningkatan beban aksial tekan konstan dari 0,2 Po; 0,3 Po dan 0,4 Po pada saat mencapai

beban geser maksimum (Vmax) mampu mereduksi nilai defleksi yang terjadi. Mengecilnya defleksi

yang timbul pada benda uji kolom, menunjukkan meningkatnya nilai kekakuan kolom bila dikaitkan

dengan nilai kekakuan elemen batang sebagaimana tercantum pada persamaan 2.1. Lebih lanjut,

mengacu kepada definisi umum elemen stuktur maka adanya beban aksial tekan aksial meskipun

dalam nilai Ptekan yang kecil pada elemen struktur yang dibebani gaya geser dan juga memikul

(a) (b)

JURNAL TEKNIK SIPIL



momen menjadi syarat mutlak agar elemen tersebut dapat dikategorikan sebagai kolom.

2.2. Nilai kekauan Elemen Batang yang Dibebani Gaya Tekan dan Gaya Geser

Kassimali, A (1999), menyimpulkan bahwa besarnya beban yang bekerja pada elemen struktur

portal, akan menyebabkan perpindahan elemen struktur tersebut menurut kekakuan strukturnya.

Adapun persamaan keseimbangannya adalah sebagai berikut: (P − Pf) = S . d …………………………..….…..…..…..…..…..…..…..…………….. (2.1)

dimana:

P = Beban yang bekerja pada ujung elemen struktur

Pf = Beban yang bekerja pada sepanjang elemen

S = Angka/ matriks kekakuan struktur, dimana S= f (k).

d = defleksi yang terjadi

Lebih lanjut, Kassimali, A (1999) juga menetapkan besarnya nilai kekakuan elemen struktur

adalah sebagai berikut:

...........…..…..…..…..…..…..…...….. (2.2) dimana:

k = Angka/ matriks kekakuan elemen struktur

E = Nilai modulus elastisitas penampang

I = Inersia penampang elemen struktur

L = Panjang elemen yang ditinjau

A = Luas penampang elemen struktur

Panjang elemen yang ditinjau (L) yang dimaksud pada rumus 2.2 adalah panjang elemen

struktur sebenarnya (real). Sedangkan dalam kenyataan sebenarnya, dijumpai defleksi yang terjadi

pada benda uji kolom lebih kecil dari hasil perhitungan, terutama pada kondisi elastisnya. Oleh

karena itu perlu dilakukan suatu koreksi dengan pemberian pengaruh koefisien ujung kolom

terhadap panjang efektif kolom yang ditinjau.

2.3. Koefisien Panjang Ujung Ekivalen Kolom

A.Karim (2010) menyebutkan bahwa untuk perhitungan atau analisis kolom yang

memungkinkan terjadinya goyangan ke samping atau transilasi ujung, seperti pada portal tanpa

pengaku, maka panjang ujung ekivalen melebihi panjang tak tertumpu (k > 1) seperti terlihat pada

Gambar 2.2.

JURNAL TEKNIK SIPIL



Gambar. 2.2. Panjang ujung sendi ekivalen dan ilustrasi translasi titik buhul yang mungkin terjadi

Sumber: Hadi, A.Karim (2010)

Tinggi Lu adalah panjang tak tertumpu (unsupported length) kolom dan k adalah faktor yang

bergantung pada kondisi ujung kolom, terdapat penahan deformasi lateral atau tidak. Selain

memperhatikan kondisi ujung elemen struktur, secara khusus Anonim (2005) juga mensyaratkan

agar dilakukan reduksi terhadap nilai inersia penampang yang telah mengarami retak (Ic), yaitu

diperhitungkan sebesar 70% dari nilai Inersia penampang utuh (I0) nya.

3. METODE PENELITIAN

Empat buah benda uji kolom beton bertulang dengan penampang 20 x 20 cm² dan tinggi 58 cm

dengan konfigurasi tulangan geser berupa: sengkang sengkang normal, sengkang tiga lengan,

sengkang crosties .dan sengkang diamond dibebani aksial konstan sebesar 0,2 Po (229 kN), dimana

Po merupakan kapasitas aksial maksimum kolom yang menggunakan tulangan longitudinal 12D11,6

dengan fy= 356,5 MPa dan tulangan sengkang Ø5,4 mm dengan fy= 611,3 MPa serta mutu beton

24,72 MPa. Pada benda uji kolom dipasang strain gauges untuk mengukur regangan yang terjadi

baik pada tulangan maupun beton. Strain gauges dipasang pada tulangan memanjang, tulangan

sengkang, tulangan sengkang extra dan pada beton daerah tekan. Detail benda uji dan lokasi

penempatan strain gauges dapat dilihat pada Gambar 3.1.

JURNAL TEKNIK SIPIL



Gambar 3.1. Detail Benda Uji Kolom

Mutu beton yang diperhitungkan pada penelitian kolom ini didasarkan pada benda uji kontrol

kubus yang diambil sebagai sample beton dari adukan yang sama untuk benda uji kolom yang dicor,

mutu baja juga diperhitungkan berdasarkan hasil uji tarik sample baja tulangan, baik tulangan

longitudinal maupun tulangan sengkangnya. Mutu material penyusun elemen kolom secara detail

dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Ø7,6 - 100

Beban Aksial

Beban Lateral30

50

50

100

10

01

50

10

01

00

10

01

00

580

30

0

Ø5,6 - 100

Ø7,8 - 50

Ø7,6 - 100

Ø5,6 - 150

Ø5,6 - 100

12 D 11,6

2 D 11,6

Strain GageTulangan Utama

Strain GageSengkang Normal

4 D 15,8

Beban Aksial

200200

Ø7,6 - 100

Ø7,6 - 100

II

Tampak Samping Tampak Depan

JURNAL TEKNIK SIPIL



Tabel 3.1. Tabel mutu material beton dan baja tulangan kolom

Benda Uji Kolom Mutu Beton, f’c (MPa)

Mutu Baja, fy (MPa)

Nomor Benda Uji

Bentuk Konfigurasi Sengkang

Tulangan Longitudinal

Tulangan Sengkang

S0

24.19 356,5 611,3

S1

24.19 356,5 611,3

S2

24.19 356,5 611,3

S3

24.19 356,5 611,3

Pada saat pengujian dilakukan, ujung bawah kolom ditumpu secara jepit pada balok beton

bertulang 30 x 30 cm² sepanjang 60 cm sedangkan bagian tepi atas dihubungkan ke bearing pemberi

beban yang dapat berperilaku sebagai tumpuan rol dan terhubung ke load cell beban aksial. Selama

pengujian dilakukan pencatatan (record) dan pengamatan terhadap besarnya defleksi, pola retak,

regangan tulangan sengkang dan tulangan memanjang yang terjadi pada setiap peningkatan beban

lateral yang diberikan melalui load cell beban geser (horizontal) hingga benda uji mengalami

kegagalan geser. Detail penempatan benda uji dan load cell untuk pemberian beban seperti yang

diperlihatkan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Setup Benda Uji

Besarnya beban aksial tekan konstan yang diberikan melalui load cell vertikal didasarkan pada

persamaan kapasitas aksial nominal kolom dengan menstubstitusikan mutu material baja dan beton

sesuai data pada Tabel 3.1. Perhitungan kapasitas nominal kolom persegi merujuk kepada ACI-2005

untuk kapasitas aksial murni (Po) kolom beton bertulang.

Pemilihan beban aksial 0,2 Po pada pengujian geser kolom ini, didasarkan pada hasil- hasil

perencanaan bangunan gedung yang umumnya diperoleh beban aksial yang timbul pada kolom

Balok FrameBaja bawah

KolomFrameBaja

Balok FrameBaja atas

BendaUji

Tra ns ducer

10 cm

Load CellBeban Lateral

Strong Floor

Hid raulic Jack

Hi draulic Jack

Load CellBeban Tekan Aksial

Strong wall,susunan frame

baja

Transducer5 cm

JURNAL TEKNIK SIPIL



hanya berkisar antara 20 – 40 % dari kapasitas aksial nominalnya. Dipilihnya nilai beban aksial

konstan sebesar 0,2 Po juga bertujuan agar diperoleh kolom dengan pola keruntuhan tarik (tension

failure).

Fokus utama pembahasan makalah ini adalah pengaruh penambahan tulangan sengkang

dengan konfigurasi yang berbeda terhadap kekakuan (EI) kolom yang dibebani tekan aksial konstan

0,2 Po. Guna mendapatkan data terkait pokok bahasan yang akan diulas secara terperinci pada bab

hasil dan pembahasan, maka pada saat dilakukan pengujian kolom ditempatkan tranduser sebanyak

4 unit, yaitu 3 unit dalam arah horizontal dan 1 unit dalam arah vertikal. Pengolahan data hasil

penelitian hingga diperoleh nilai kekakuan setiap kolom sesuai konfigurasi diperhitungkan dengan

pendekatan trial and adjustment menggunakan pendekatan numerik. Guna mendapatkan nilai EI

tersebut, terlebih dahulu diperhitungkan nilai kondisi ujung- ujung kolom (k) berdasarkan kondisi

tumpuan ujung benda uji kolom dengan mengikuti flowchart yang diperlihatkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Flowchart Perhitungan nilai k kolom

JURNAL TEKNIK SIPIL



Nilai k sebagai gambaran kondisi ujung-ujung kolom pada kondisi elastis dianggap sebagai

faktor penentu panjang efektif kolom (Leff) dengan nilai konstan sampai saat kolom mengalami retak

awal (first crack), mencapai beban ultimit dan mengalami kehancuran (failure). Perubahan kekakuan

kolom seiring peningkatan beban setelah terjadinya retak awal, diperhitungkan sebagai pengaruh

perubahan nilai kekakuan (EI) kolom dengan pendekatan fungsi: S = f (P; Pf; S) dengan pendekatan

matematis menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab Hasil dan Pembahasan ini dibagi menjadi 2 bagian. Bagian pertama membahas hal-hal

yang terkait dengan kekakuan kolom terkait dengan defleksi yang terjadi, baik sebelum maupun

setelah kolom mengalami retak dan bagian ke dua membahas permasalahan kondisi tumpuan ujung-

ujung kolom terkait defleksi dan nilai kekakuan kolom yang terukur selama proses pengujian dan

dibandingkan dengan analisa perhitungan secara teoritis.

2.4. Kekakuan Kolom yang Mengalami Pembebanan Aksial Tekan Konstan 0,2 Po dan

Beban Geser

Pengamatan lendutan yang terjadi pada benda uji kolom yang terbebani aksial konstan sebesar

0,2 P0 akibat beban yang diberikan dalam arah horizontal searah gaya geser diukur pada ketinggian

475 mm dari tumpuan sebagaimana yang dijelaskan metodologi pengujian dan diilustrasikan pada

gambar 3.2. Hasil pengukuran defleksi yang terjadi pada elevasi yang ditinjau diperlihatkan pada

Gambar 4.1 yang menunjukkan grafik hubungan gaya geser terhadap defleksi yang terjadi pada

kolom yang dibebani gaya tekan aksial konstan 0,2 Po untuk setiap konfigurasi tulangan sengkang

yang diamati.

Hubungan Defleksi terhadap Kapasitas Geser Kolom Berdasarkan Konfigurasi Sengkang dengan Beban Aksial Konstan 0,2 Po

Gambar 4.1 Grafik hubungan gaya geser terhadap defleksi yang terjadi pada kolom yang dibebani gaya tekan aksial konstan 0,2 Po untuk konfigurasi tulangan sengkang normal, tiga lengan, crosties dan diamond

Gradient modulus kekakuan penampang utuh

JURNAL TEKNIK SIPIL



Gambar 4.1 memperlihatkan adanya perbedaan kekakuan kolom dalam menahan beban geser

yang bernilai sama, terutama setelah beban geser melampaui 63,76 kN atau semua benda uji kolom

yang dibebani aksial konstan 0,2 Po telah mengalami retak. Adapun besarnya gaya geser yang

timbul pada masing-masing benda uji kolom sesuai beban aksial konstan yang bekerja pada saat

terjadinya retak awal berdasarkan hasil pengamatan visual adalah seperti yang diperlihatkan pada

Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Besarnya gaya geser yang dapat dipikul kolom pada saat mengalami retak awal.

Benda Uji Kolom Kapasitas geser pada saat kolom mengalami retak

Vr (kN)

Kapasitas geser ultimit

kolom Vu (kN)

Kekakuan Efektif kolom (EIeff) pada saat beban V=90 kN

Nomor Benda

Uji

Bentuk Konfigurasi Sengkang

EI efektif (kN.m2)

Relatif terhadap penampang utuh

EI0 (%)

S0

68,67 109,98 2223.31 62.20

S1

68,67 141,85 2448.50 68.50

S2

49,05 135,67 2723.73 76.20

S3

58,86 125,86 2834.54 79.30

Beban geser sebesar 68,67 kN berdasarkan data pada Tabel 4.1, dijadikan nilai minimum untuk

dasar analisa kolom untuk penampang retak. Nilai Kekakuan (EI) kolom dalam bentuk penampang

utuh, EIpenampang utuh (EI0) diperhitungkan sebesar 2.331,91 kN.m2, dimana nilai tersebut didasarkan

pada nilai defleksi rata-rata kolom yang diuji pada saat tepat akan terjadinya retak awal (first crack)

dengan nilai Vcr = 45 kN. Pada saat terjadinya retak awal diperoleh nilai defleksi rata-rata hasil

pengujian terukur sebesar dX = 1,65 mm dan berdasarkan pendekatan teoritis dengan cara trial and

assesment berdasarkan flow chart pada Gambar 3.3 diperoleh nilai defleksi yang mendekati hasil

pengujian dengan mengasumsikan nilai k = 1,54 yang penjelasan mendetail menyangkut pemilihan

nilai ini akan dibahas pada sub bab 4.2.

Perubahan kemiringan (gradien) kurva seperti diperlihatkan pada Gambar 4.1, menunjukkan

kekakuan kolom setelah retak yang cenderung menurun seiring bertambah besarnya beban geser

yang bekerja, seperti yang diperoleh dari hasil perhitungan kekakuan (EI) dengan merujuk flowchart

pada Gambar 3.3 dan terangkum pada Tabel 4.1 untuk sengkang normal (S0), tiga lengan (S1),

crossties (S2) dan diamond (S31), dimana diperoleh nilai kekakuannya secara berturut-turut adalah

sebesar: 2.223,31 kN.m2; 2.448,50 kN.m2; 2.723,73 kN.m2 dan 2.834,54 kN.m2 atau mengalami

penurunan sebesar: 37,8 %; 31,8 %; 23,8 % dan 20,7 % dari kekakuan dasar kolom (EIpenampang utuh)

sebesar 2.331,91 kN.m2. Berdasarkan hasil pengujian laboratorium sebagaimana yang ditampilkan

pada Gambar 4.1, diperoleh kesimpulan bahwa kolom yang mempunyai kekakuan terbesar hingga

terkecil setelah penampang mengalami retak pada saat dibebani gaya geser sebesar 90 kN dan beban

aksial konstan 0,2 Po secara berurutan adalah: diamond (S3), Crossties (S2), tiga lengan (S1) dan

sengkang normal (S0).

JURNAL TEKNIK SIPIL



2.5. Perhitungan Nilai Faktor Kondisi Ujung- Ujung Kolom (k)

Perhitungan nilai faktor kondisi ujung-ujung tumpuan kolom (k) dilakukan dengan

membandingkan nilai defleksi yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis dengan

hasil pengujian laboratorium terhadap benda uji kolom yang diamati dan dilakukan pembahasan

pada artikel ini. Proses perhitungan mengikuti tahapan-tahapan yang tercantum pada flow chart

Gambar 3.3 dan terangkum pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Besarnya defleksi rata- rata hasil pengujian laboratorium yang terjadi pada benda uji kolom

yang dibebani aksial konstan 0,2 P0 yang dibebani gaya geser 45 kN dan hasil perhitungan teoritis defleksi kolom secara analitis dengan asumsi nilai k= 1,54.

Perhitungan defleksi horizontal kolom secara teoritis dilakuakan dengan meninjau kekakuan

kolom berpenampang utuh. Dengan menggunakan persamaan 2.1, dimana nilai S nya dihitung

berdasarkan persamaan 2.2, diperoleh besarnya defleksi kolom sebesar dx untuk arah horizontal dan

dy untuk arah vertikal, yang ditampilkan pada tabel 4.2 untuk nilai k= 1, dimana dalam perhitungan

awal ini panjang efektif kolom yang diperhitungkan adalah panjang elemen kolom dari tumpuannya

sampai dengan ujung bebas tempat diletakkan tranduser sebagaimana dijelaskan pada metodologi

penelitian dan diukur nilai defleksinya, yaitu sepanjang L= 475 mm.

Berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis pada Tabel 4.2 untuk nilai k= 1, dibandingkan

hasil perhitungan defleksi teoritis terhadap nilai rata-rata defleksi yang timbul berdasarkan hasil

pengujian laboratorium untuk beban sebesar 45 kN, dimana penampang kolom dianggap belum

mengalami retak dan diperoleh besarnya perbandingan rasio defleksi hasil pengujian laboratorium

terhadap hasil perhitungan teoritis sebesar 368 %. Nilai defleksi rata-rata hasil pengujian

laboratorium adalah sebesar 1,65 mm; sedangkan hasil perhitungan teoritis sebesar 0,45 mm, yang

merupakan hasil interpolasi nilai defleksi pada beban geser 40 kN dan 50 kN . Terjadinya selisih nilai

defleksi horizontal antara hasil pengujian laboratorium dengan hasil perhitungan analitis ini,

dy (mm) dx (mm) dy (mm) dx (mm) dx test (mm)

10 -0.12 0.12 -0.16 0.37

20 -0.12 0.23 -0.16 0.73

30 -0.12 0.35 -0.16 1.10

40 -0.12 0.47 -0.16 1.46

45 0.52 1.64 1.65

50 -0.12 0.58 -0.16 1.83

60 -0.12 0.70 -0.16 2.19

70 -0.12 0.81 -0.16 2.56

80 -0.12 0.93 -0.16 2.92

90 -0.12 1.05 -0.16 3.29

100 -0.12 1.16 -0.16 3.65

110 -0.12 1.28 -0.16 4.02

120 -0.12 1.40 -0.16 4.38

130 -0.12 1.51 -0.16 4.75

140 -0.12 1.63 -0.16 5.11

150 -0.12 1.75 -0.16 5.48

Hasil Uji Laboratorium

Nilai dx = 1,65 mm pada hasil

pengujian laboratorium adalah

nilai defleksi rata- rata dari

seluruh benda uji kolom yang

dilakukan pengujian laboratorium

bersamaan dengan kolom yang

dibebani aksial tekan 0,2 Po ini.

Catatan:

Gaya Geser,

Ph (kN)

pendekatan nilai hasil test

laboratorium terhadap hasil

perhitungan teoritis dengan

melakukan trial and assessment

terhadap nilai k.

Hasil Perhitungan Teoritis

defleksi yang terjadi

untuk nilai k = 1,00

defleksi yang terjadi

untuk nilai k = 1,54

JURNAL TEKNIK SIPIL



dikarenakan tidak diperhitungkannya kondisi tumpuan ujung kolom yang berpengaruh terhadap nilai

panjang efektif kolom, sehingga perlu dilakukan penyesuaian nilai k dengan cara trial and

assessment seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Grafik Hubungan nilai k terhadap hasil perhitungan defleksi teoritis

Nilai k yang dijadikan nilai trial and assessment sesuai flow chart yang menjadi rujukan

perhitungan ini secara bertahap, yaitu: k= 1,00; k= 2,00; k= 1,50 dan k= 1,54 dengan nilai defleksi

horizontal hasil perhitungan teoritis berdasarkan nilai k atau faktor kondisi ujung-uujng kolom

adalah sebesar 0,45 mm; 3,60 mm, 1,52 mm dan 1,64 mm. Nilai k = 1,54 tersebut dijadikan sebagai

faktor kondisi ujung- ujung kolom yang diuji pada penelitian ini dalam perhitungan secara teoritis,

karena defleksi hasil perhitungan dengan nilai kondisi ujung-ujung kolom yang diasumsikan paling

mendekati nilai defleksi rata-rata kolom hasil pengujian.

Berdasarkan hasil perhitungan nilai kekakuan seluruh kolom yang dilakukan pengujian

bersamaan dengan pelaksanaan penelitian kolom dengan pembebanan 0,2 P0 ini, diperoleh nilai

hasil test rata-rata dari seluruh kolom yang diuji diperoleh defleksi teoritis akan mendekati defleksi

pengujian seperti terlihat pada Tabel 4.2, jika ditetapkan nilai kondisi ujung-ujung kolom (k) = 1,54.

Pada kondisi pengujian ini ujung-ujung kolom diasumsikan dengan kondisi ujung bawah terjepit dan

kondisi ujung atas berupa rol dengan translasi horizontal dimungkinkan terjadi.

3. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa bentuk konfigurasi sengkang

mempunyai pengaruh yang cukup signifikan dalam menjamin terjaganya kekakuan kolom yang

mengalami pembebanan aksial tekan dan gaya geser. Pada hasil pengujian kolom yang dibebani

aksial konstan sebesar 0,2 Po, pemberian tulangan sengkang ekstra pada kolom mampu

meningkatkan nilai kekakuan kolom setelah mengalami retak dan mencapai beban maksimumnya

serta mengalami kehancuran.

Berdasarkan hasil perbandingan defleksi yang timbul pada pengujian laboratorium terhadap

perhitungan analitis merujuk kepada persamaan-persamaan matematis yang menjadi dasar analisa

kekakuan kolom dan modivikasi terkait faktor-faktor kondisi ujung-ujung tumpuan kolom

JURNAL TEKNIK SIPIL



sebagaimana yang telah dijelaskan pada bab 4, maka dapat disimpulkan bahwa besarnya nilai faktor

kondisi ujung-ujung tumpuan yang memenuhi pada penelitian kolom ini adalah k= 1,54. Pada

kondisi tersebut tumpuan ujung bawah kolom sepenuhnya dikekang oleh balok 200 x200 mm2

sepanjang 600 mm dan terikat kaku ke strong floor dan diasumsikan terjadinya kondisi tumpuan

jepit, serta kolom atas tertahan pergerakan vertikal karena adanya tumpuan pemberi beban dan bisa

melakukan translasi dan rotasi dengan bebas. Kondisi ujung-ujung kolom yang diteliti dan dilakukan

pembahasan pada artikel ini dikategorikan jepit- rol.

4. UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan pada pihak Lembaga Penelitian Unsyiah yang telah

membantu membiayai pelaksanaan penelitian ini melalui Daftar Isian Pelaksanan Anggaran

Universitas Syiah Kuala untuk Pelaksanaan Penelitian Riset Unggulan Strategis Nasional Batch II

Tahun Anggaran 2010, Bapak Purwandy Hasibuan,ST selaku anggota Tim Peneliti yang telah

berkerja keras sehingga terlaksana penelitian ini, Ketua dan Staf Laboratorium Konstruksi dan

Bahan Bangunan Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala serta Rahmat Aufar,ST, Rizki

Wardhana,ST, Hanafiah,ST dan Haikal Fajri,ST selaku pelaksana teknis pembuatan dan pengujian

benda uji selaku mahasiswa Tugas Akhir S1 pada Jurusan Teknik Sipil Unsyiah yang membantu

pelaksanaan penelitian ini.

5. DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1973. The Shear Strength of Reinforced Concrete Members. ACI Structural Journal, Juny 1973. Hal: 1091-1187. American Society of Civil Engineers.

Anonim, 2005. ACI Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary (2005), , Detroit, Mich: American Concrete Institute.

Hadi, A.Karim (2010), Perbandingan Kolom Beton Bertulang Akibat Efek P- Delta, Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.35. Agustus 2010.

Kassimali, A. (1999), Matrix Analysis of Structure, Second Edition, Cengage Learning, United Kingdom

Priestley, M.J.N.; Verma, R.; and Xiao, Y., Seismic Shear Strength of Reinforced Concrete Columns, American Society of Civil Engineers, ASCE Journal of Structural Engineering, April 1996, Vol.122, No.4, pp.464-467.

Raju, N.K dan Pranesh, R.N., 2007. Reinforced Concrete Design, IS: 456-2000 Principles and Practice. New Delhi: New Age International Publishers.

Saidi, T., Samsunan, 2010. Pengaruh Variasi Beban tekan Aksial terhadap Gaya Geser pada Kolom Beton Bertulang, Prosiding Seminar Nasional II Teknologi dan Rekayasa, pp. 244-237.

Saidi, T., Putra, R., Munawir, 2011. Pengaruh Konfigurasi Sengkang terhadap Kekakuan Kolom yang Dibeban tekan Aksial Tekan 0,2 Po, Prosiding Seminar Teknik Sipil- Unsyiah, pp. 37-46.

jurnal teknik sipil - rp2u.unsyiah.ac.id

Documents