Peningkatan infrastruktur yang ada telah muncul sebagai salah satu kegiatan konstruksi utama di

seluruh dunia hari ini. Upgrade dari struktur yang ada menjadi kebutuhan karena berbagai alasan. Kode

desain yang terus-menerus ditingkatkan di banyak negara sebagai beban baru persyaratan mendikte

untuk kekuatan yang lebih tinggi menuntut anggota struktural. Selain itu, ada struktur memburuk

dengan waktu karena pengaruh lingkungan. Kerusakan struktur beton yang ada bisadisebabkan korosi

tulangan, karbonasi, membekukan dan mencairkan, dll

Banyak struktur beton yang dibangun di masa lalu di negara-negara seperti Amerika Serikat dan Jepang

melakukan tidak memenuhi kode desain seismik saat ini terutama menyangkut kapasitas geser dan

daktilitas. The Hyogoken-Gempa Nanbu pada tahun 1995 menyebabkan kerusakan yang luar biasa untuk

beton struktur di Jepang. Beberapa beton bertulang dermaga dan frame kaku, digunakan untuk jalan

laying rusak berat saat gempa ini. Kesalahan pola menunjukkan kapasitas geser cukup dan kurangnya

daktilitas di dermaga dan balok utama struktur ini. Banyak jalan layang dibangun di Jepang telah

dibangun sesuai dengan Spesifikasi Desain dikeluarkan sebelum tahun 1980, yang tidak sepenuhnya

mengatasi masalah ini. Struktur ini dengan demikian, rentan terhadap seperti besar alami Bencana.

Padahal, pekerjaan penelitian tentang penguatan seismic dan perkuatan beton bertulang (RC) pilar

jembatan dan frame memiliki sejarah panjang di Jepang, itu mendapatkan momentum setelah peristiwa

bencana ini. Selanjutnya, penelitian bekerja pada penguatan geser seismik dari dermaga RC dipercepat

cepat dan banyak dermaga struktur jembatan tersebut dan kolom frame kaku telah diperkuat baik

menggunakan jacketing baja atau pembungkus dengan serat plastik diperkuat (FRP) komposit. Namun,

bekerja ada penguatan balok frame kaku seperti memiliki tidak berkembang dengan baik. Kegagalan RC

frame kaku, yang memadai diperkuat untuk dermaga, mungkin karena geser kegagalan dalam porsi

balok dalam hal besar gempa bumi.

Ada sejumlah studi di masa lalu dipenguatan RC balok di geser menggunakan teknik yang berbeda,

seperti prategang eksternal [1] dan ikatan piring menggunakan pelat baja [2-5] atau plastik yang

diperkuat serat bahan [14/06]. Meskipun penggunaan bahan FRP adalah mendapatkan popularitas

dengan cepat dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan pelat baja untuk memperkuat operasi

memiliki kemampuannya sendiri. Karena statusnya ditetapkan sebagai konstruksi yang handal material

dan kompatibilitas yang sangat baik dengan beton, penggunaan pelat baja untuk memperkuat aplikasi

masih tetap kuat. Dengan demikian, diputuskan untuk melakukan uji coba tes untuk mempelajari teknik

penguatan geser yang berbeda untuk balok khas bingkai RC kaku menggunakan pelat baja dan eksternal

berlabuh sanggurdi. Penelitian ini difokuskan pada penyelidikan eksperimental pada penguatan balok

utama dari satu cerita RC bingkai kaku khas terhadap kegagalan geser mungkin. Sebuah bingkai kaku

khas dianggap dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar. 1. Namun, teknik dipertimbangkan dalam

penelitian ini sama-sama efektif untuk setiap balok RC membutuhkan tambahan geser, karena aplikasi

ini umum. Sebelas 1/4 model balok skala dalam dua seri diuji. Seri pertama yang dirancang untuk gagal

dalam modus lentur, sedangkan seri kedua dari balok dirancang untuk gagal dalam mode geser.

Dua balok yang terus sebagai kontrol balok dan dua balok disediakan dengan kurung baja untuk

mensimulasikan struktur lapangan yang sebenarnya, di mana kurung baja telah dipasang sebelumnya di

lokasi tepat di bawah kerangka baja longitudinal. Lain balok yang terikat dengan pelat baja pada bentang

geser, vertical strip baja dan dua balok yang diperkuat menggunakan eksternal berlabuh sanggurdi.

Semua balok diuji di empat titik membungkuk sampai kegagalan akhir.

2. Investigasi eksperimental

2.1. Seri-A balok

Total enam balok diuji di seri ini. Semua balok memiliki dimensi yang sama dan rincian penguatan

seperti ditunjukkan pada Gambar. 2. Ukuran balok yang digunakan adalah 300 mm (b) · 300 mm (h) ·

3500 mm (l). Balok yang diperkuat dengan dua D16 (16 mm diameter cacat) bar di zona kompresi dan

empat D22 (22 mm diameter cacat) bar di zona ketegangan. Balok dirancang untuk memiliki geser untuk

lentur rasio kekuatan dari 0,68, karena tujuan dari seri ini adalah untuk merancang teknik penguatan

tersebut sehingga menguat balok akhirnya gagal dalam lentur.

Kontrol balok adalah diharapkan untuk gagal di geser sementara diperkuat balok untuk gagal di lentur.

Tidak ada sanggurdi internal yang disediakan di potensial geser wilayah kegagalan. Namun, sanggurdi

disediakan luar geser bentang untuk me-mount tulangan longitudinal dan untuk mencegah pelabuhan

yang kegagalan. Kuat tekan rata beton digunakan adalah di kisaran 32-38 MPa pada saat pengujian.

Kekuatan yield rata-rata dan modulus elastisitas tulangan longitudinal yang 338 MPa dan 200 GPa

masing-masing. Sifat-sifat penguatan piring dan bar baja yang digunakan, seperti sanggurdi eksternal

berlabuh adalah ditunjukkan pada Tabel 1 dan sifat perekat epoxy digunakan untuk ikatan pelat baja

ditunjukkan pada Tabel 2.

Skema penguatan yang berbeda diadopsi adalah ditunjukkan pada Gambar. 3. Beam CA disimpan

sebagai balok kontrol. Kurung baja yang dipasang di berkas BA untuk mensimulasikan kurung digunakan

dalam struktur lapangan. Kurung baja telah dipasang dalam struktur yang sebenarnya pada bagian balok

frame di lokasi kerangka baja memanjang untuk tambahan dukungan dalam hal gempa besar. Balok PA

dan PAA diperkuat dengan pelat baja berikat pada rentang geser. Dalam berkas PAA, tiga 12 mm

diameter anchor baut yang digunakan untuk pelabuhan tambahan baja piring di pertengahan

kedalaman balok. Beam VSA itu terikat dengan strip baja vertikal (50 mm lebar dan 4,5 mm) 200 mm

jarak di kedua bentang geser. Untuk tambahan anchorage, strip yang membungkuk di atas dan bawah

balok pada jarak 50 mm dan berlabuh dengan 10 mm diameter jangkar ekspansi. Bonding dilakukan

menggunakan epoxy perekat setelah penggilingan permukaan beton dan membersihkan secara

menyeluruh dengan aseton. Wajah ikatan baja piring juga sandblasted dan dibersihkan secara

menyeluruh dengan aseton sebelum ikatan. Ketebalan epoxy Lapisan disimpan sekitar 2 mm

menggunakan spacer baja.

Dalam berkas ESA, sembilan 12 mm baja pratekan diameter bar digunakan sebagai sanggurdi eksternal

pada jarak 100 mm pada setiap rentang geser. Bar tersebut berlabuh di atas dan bawah menggunakan

dua set 50 mm · 50 mm · 8 sudut mm baja. Bar ini diperketat secara manual untuk memberikan bar

sebuah prestress awal sekitar 1000 microstrain. Ara. 4 menunjukkan sebuah foto ini memperkuat

skema. Pelat baja, strip vertikal dan sanggurdi eksternal ditempatkan di kedua sisi web di kedua bentang

geser. Strain gages yang melekat untuk mengukur strain di pelat baja, strip vertikal, sanggurdi eksternal,

bala memanjang internal dan beton pada berbagai lokasi. Perpindahan pertengahan rentang balok

diukur dengan perpindahan variabel linear transduser (LVDTs). Semua balok diuji di bawah empat poin

membungkuk menjaga rentang geser ke efektif rasio kedalaman 3,85. Tes mengatur ditunjukkan pada

Gambar. 5.

2.2. Seri-B balok

Total lima balok diuji di seri ini. Semua balok memiliki bagian dan panjang dimensi lintas yang sama

seperti di seri-A balok. Tapi balok disediakan dengan empat D22 bar di zona kompresi dan empat D32

bar di zona ketegangan (Gambar. 6) untuk mendapatkan kekuatan lentur lebih tinggi di memesan untuk

mencapai modus geser kegagalan bahkan untuk memperkuat balok. Sekali lagi, tidak ada sanggurdi

internal yang disediakan di yang diinginkan wilayah kegagalan geser. Rata tekan Kekuatan beton yang

digunakan untuk diuji balok berada di 3239 MPa berkisar pada saat pengujian. Ara. 7 menunjukkan

berbeda memperkuat skema yang digunakan di seri ini. Balok BB, PB, PBA, dan ESB diperkuat sebagai

mirip untuk balok seri-A. Dalam berkas ESB, diameter 10 mm bar digunakan sebagai sanggurdi eksternal

bukan 12 mm diameter batang. Bar diperketat secara manual untuk memberikan sebuah prategang

awal sekitar 1000 microstrain. Kekuatan yield rata-rata dan modulus elastisitas memanjang penguatan

yang 394 MPa dan 200 GPa masing-masing. Sifat-sifat penguatan piring dan batang baja yang digunakan

sebagai sanggurdi eksternal berlabuh ditampilkan pada Tabel 3. Sama epoxy perekat yang digunakan

untuk ikatan seri-A balok digunakan untuk seri B ikatan balok.Sekali lagi, rentang geser untuk rasio

kedalaman efektif adalah konstan 3.85 di semua tes dan balok diuji di bawah empat poin membungkuk

selama rentang 3000 mm. Beban diaplikasikan monoton dengan balok uji sampai gagal. Inisiasi retak

dan propagasi dimonitor oleh inspeksi visual selama pengujian.

3. Hasil tes dan diskusi

3.1. Seri-A balok

Ara. 8 menunjukkan mode kegagalan akhir dari beberapa uji balok dari seri ini. Tabel 4 menunjukkan

beban kegagalan untuk semua balok dengan kekuatan relatif dibandingkan dengan control balok.

Kontrol balok CA gagal dalam geser oleh retak diagonal kritis di salah satu bentang geser. Itu balok BA

dengan braket baja juga gagal sedikit lebih tinggi beban. Namun, efek dari braket sangat sedikit karena

banyak lokasi braket itu keluar dari kritis zona keruntuhan geser. Meningkat 7,5% diperoleh kekuatan

geser ultimate balok ini dibandingkan dengan control balok CA. Balok terikat dengan pelat baja dengan

atau tanpa jangkar gagal dalam modus lentur. Karena susunan piring tidak meningkatkan lentur yang

kekuatan, baik balok gagal di hampir tingkat beban yang sama didefinisikan oleh kekuatan lentur

mereka. Pengaruh anchorage juga tidak diucapkan, karena dalam kedua kasus,

Kegagalan itu hampir identik dan strain tarik dikembangkan di jangkar baut yang diabaikan. Karena balok

gagal dalam modus lentur, peningkatan aktual dalam kekuatan geser tidak dapat diperkirakan. . Ara. 9

menunjukkan strain dalam arah vertikal di pelat baja di tiga lokasi di balok PA. The poin dari mana kurva

menunjukkan tren terbalik menunjukkan awal slip piring dan debonding lokal. Beam VSA, yang terikat

dengan strip vertical juga gagal dalam modus lentur ulet dengan tulangan Menghasilkan diikuti oleh

menghancurkan beton. khusus ini balok gagal pada beban sedikit lebih tinggi dari sisa balok. Regangan

maksimum tercatat di vertical jumlah jalur 7, yang memiliki nilai 554 microstrain. Ara. 10 menunjukkan

perkembangan regangan pada baja strip balok VSA di tiga lokasi. Hal ini terlihat bahwa strain nilai-nilai

berbeda secara signifikan di lokasi yang berbeda dari rentang dan ketegangan nilai geser yang rendah,

tidak ada strip dikembangkan menghasilkan ketegangan.

Balok ESA juga gagal dalam modus lentur karena peningkatan kekuatan geser. Dalam berkas khusus ini,

beberapa retak geser yang diamati pada kedua bentang geser. Itu pengembangan ketegangan di

sanggurdi eksternal lambat dalam mulai, yang dipercepat setelah terjadinya retak geser. Dengan

mengacu pada balok control CA; peningkatan kekuatan geser ultimate setidaknya 46% untuk semua

balok, kecuali berkas BA. Ara. 11 menunjukkan beban komparatif dibandingkan pertengahan rentang

perpindahan kurva untuk semua balok, di mana masing-masing kurva berturut awalnya digeser oleh 2

mm untuk memudahkan perbandingan. Hal ini terlihat bahwa semua teknik tidak memiliki banyak

pengaruh pada kekakuan lentur balok.

Dari Gambar ini. 12 menunjukkan mode kegagalan akhir dari beberapa uji balok dari seri ini. Tabel 5

menunjukkan kegagalan akhir beban untuk semua balok dengan kekuatan relatif dibandingkan dengan

balok kontrol. Kontrol balok CB gagal dalam geser karena celah diagonal penting dalam salah satu geser

mencakup pada beban 233,6 kN. balok lainnya diperkuat dengan teknik yang berbeda kecuali balok ESB

juga gagal di geser. Beban kegagalan balok BB dengan braket baja sedikit lebih rendah dari itu dari CB

balok kontrol. Semakin rendah beban kegagalan mungkin disebabkan karena menurunkan kekuatan

beton dalam hal ini khususnya balok. Balok PB dan PAB dengan pelat baja gagal hampir tingkat beban

yang sama, menunjukkan bahwa tidak ada efek jangkar tambahan yang disediakan pada balok PAB pada

kekuatan geser. Namun, jika sejumlah besar jangkar digunakan, efeknya mungkin signifikan. Rata-rata

peningkatan kekuatan geser untuk balok ini adalah sekitar 72% dibandingkan dengan kontrol balok CB.

Buah ara. 13 dan 14 menunjukkan strain piring maksimum yang terdaftar di pelat baja di balok PB dan

PAB, masing-masing. Ini mengamati bahwa nilai-nilai regangan yang agak rendah dan semua kurva

menunjukkan tren terbalik setelah beban tertentu. Sebaliknya tren menunjukkan inisiasi slip dan

debonding local karena yang piring tidak mengembangkan unggul menekankan. Beam ESB gagal dalam

lentur dan menghancurkan beton terjadi akhirnya di zona kompresi. Ini berarti atau setidaknya kekuatan

geser yang sama yang lebih tinggi dari ini balok seperti yang didefinisikan oleh diamati beban kegagalan

lentur. Itu peningkatan kekuatan geser ultimate setidaknya 117% untuk balok ini dibandingkan dengan

kontrol balok. Maksimum regangan dicatat dalam sanggurdi eksternal adalah 2154 microstrain, yang

meliputi awal 1000 microstrain. Ara.

15 menunjukkan beban terhadap kurva regangan di sanggurdi yang mengembangkan regangan

maksimum. Dalam pra-retak panggung, pengembangan regangan hampir konstan, tapi setelah beton

retak dalam rentang geser, ketegangan meningkat pesat menunjukkan sanggurdi kontribusi yang lebih

besar untuk kapasitas geser balok. Ara. 16 menunjukkan beban dibandingkan pertengahan rentang

perpindahan hubungan untuk semua balok uji.Hal ini terlihat bahwa semua balok kecuali balok ESB

gagal dalam mode geser, sedangkan balok ESB gagal dalam modus lentur. Dengan demikian, itu

menegaskan bahwa meskipun semua teknik yang efektif, sanggurdi eksternal berlabuh adalah yang

terbaik di antara metode belajar dalam penelitian ini untuk penguatan geser dari balok beton bertulang.

Percobaan dilakukan untuk mempelajari efektivitas teknik penguatan yang berbeda untuk peningkatan

geser dari balok beton bertulang dalam penelitian yang sedang berlangsung Program untuk penguatan

geser beton balok. Dari hasil tes, kesimpulan berikut ditarik. Hal ini menegaskan bahwa bonded.steel

eksternal epoxy piring, strip vertikal dan eksternal berlabuh sanggurdi dapat meningkatkan kekuatan

geser ultimate bertulang balok beton dan mengubah modus kegagalan dari geser rapuh untuk lentur

satu. Rata-rata kenaikan 72% kekuatan geser diperoleh untuk balok dengan epoxy terikat pelat baja.

Eksternal sanggurdi berlabuh yang ditemukan sangat efektif, balok ESB gagal pada beban 117% dari

beban kegagalan balok kontrol CB. Dengan demikian, itu con- menguat bahwa metode ini adalah yang

paling efektif untuk penguatan geser balok beton bertulang antara metode belajar dalam program

penelitian ini. Tidak ada metode penguatan ditingkatkan lentur yang kekuatan balok. Hasil yang disajikan

dalam makalah ini adalah dari yang pertama studi percontohan dilakukan dan masing-masing spesimen

balok unik dalam desain, sifat material dan variabel uji. Hasil dengan demikian melibatkan tingkat

tertentu keacakan dan variasi. Pemeriksaan lebih lanjut dan lebih dalam penelitian mendalam

diperlukan untuk mengkonfirmasikan tingkat efektivitas setiap memperkuat teknik termasuk

penggunaan eksternal sanggurdi berlabuh untuk penguatan geser diperkuat balok beton.