resume tugas akhir efek pengekangan ...digilib.unhas.ac.id/uploaded_files/temporary/digital...2....

RESUME TUGAS AKHIR

EFEK PENGEKANGAN TULANGAN TRANSVERSAL

PADA KOLOM YANG MENERIMA BEBAN AKSIAL

DISUSUN OLEH :

INDRA HERDIMAN YUSUF RATU

D111 07 021

JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2012

1

EFEK PENGEKANGAN TULANGAN TRANSVERSAL PADA KOLOM

YANG MENERIMA BEBAN AKSIAL

ABSTRAK: Kolom merupakan elemen struktur yang menerima gaya aksial dan momen. Kesalahan

perencanaan dan kerusakan akibat gempa atau beban hidup yang bersifat tak terduga menyebabkan

kolom memerlukan peningkatan baik kapasitas aksial maupun lentur. Penelitian ini akan meninjau efek

pengekangan oleh tulangan transversal yang menerima beban aksial terhadap kuat tekan pada

penampang kolom persegi. Adapun data yang akan ditinjau antara lain kuat tekan kolom, defleksi dan

pola retak yang terjadi pada kolom. Analisis dilakukan dengan membuat 3 variasi benda uji untuk

mendapatkan hubungan beban maksimum dengan lendutan yang terjadi pada 3 arah yaitu arah X, Y,

dan Z. Yang pertama adalah kolom yang tidak terkekang oleh tulangan transversal, kolom kedua

terkekang oleh tulangan transversal, dan kolom ketiga terkekang oleh tulangan transversal yang lebih

dirapatkan pada bagian tepi kolom. Dari hasil analisis dalam penelitian ini diperoleh bahwa

pengekangan oleh tulangan transversal tidak memberikan pengaruh yang besar terhadap penambahan

kekuatan tekan kolom namun dapat mengurangi defleksi yang terjadi yaitu sebesar 23.85% pada arah Z,

30.77% pada arah X dan 31.48% pada arah Y untuk variasi benda uji kedua (N-II) dan untuk variasi

benda uji yang ketiga (N-III) defleksi berkurang sebesar 26.06% pada arah Z, 38.81% pada arah X dan

42.13% pada arah Y. Berdasarkan dari hasil pengamatan pola retak, kolom tanpa pengekangan hanya

terjadi pola retak columnier sedangkan pada kolom dengan adanya pengekangan terjadi pola retak

columnier dan pola retak geser.

Kata kunci : Kolom, pengekangan, tulangan transversal, kuat tekan, defleksi, pola retak.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang Kolom merupakan elemen vertikal dari rangka struktural yang memikul beban dari

balok. Elemen ini merupakan elemen yang mengalami tekan dan pada umumnya disertai

dengan momen lentur. Kolom merupakan salah satu unsur terpenting dalam peninjauan

keamanan struktur. Jika sistem struktur mempunyai elemen tekan yang horizontal, elemen ini

disebut balok – kolom. Kolom bersengkang merupakan jenis yang paling banyak digunakan

karena murahnya harga pembuatannya. Sekalipun demikian, kolom segiempat maupun

bundar dengan tulangan berbentuk spiral kadang-kadang digunakan juga, terutama apabila

diperlukan daktalitas kolom yang cukup tinggi seperti pada daerah-daerah gempa.

Keruntuhan kolom dapat terjadi apabila tulangan bajanya leleh karena tarik, atau terjadinya

kehancuran pada beton yang tertekan. Selain itu kolom dapat pula mengalami keruntuhan

apabila terjadi kehilangan stabilitas lateral, yaitu tekuk. Dalam upaya peningkatan mutu

beton, terutama kuat tekan, kuat geser dan modulus elastisitas pada kolom, maka salah satu

diantaranya yakni menggunakan baja tulangan baik tulangan longitudinal maupun transversal

dalam campuran beton yang biasa kita sebut sebagai beton bertulang. Penelitian ini bertujuan

untuk menganalisis efek pengekangan kolom oleh tulangan transversal yang menerima beban

aksial.

Prof. Dr. M. Wihardi Tjaronge, ST, M.eng.

Staf Pengajar Jurusan Sipil Fakultas Teknik

Universitas Hasanuddin

Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Makassar

Ir. H. Abd. Madjid Akkas, MT.

Staf Pengajar Jurusan Sipil Fakultas Teknik



Indra Herdiman Yusuf Ratu

Mahasiswa S1 Jurusan Sipil Fakultas Teknik



Email : [email protected]

2

1.2. Maksud dan Tujuan 1.2.1. Maksud Penelitian

Adapun maksud dari penelitian ini adalah Mengetahui efek pengekangan oleh tulangan

transversal pada kolom yang menerima beban aksial.

1.2.2. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah Menganalisis efek pengekangan yang terjadi

pada kolom dengan penambahan tulangan transversal.

1.3. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

Bagaimana pengaruh pengekangan oleh tulangan transversal pada kolom yang menerima

beban aksial?

1.4. Batasan Masalah Adapun batasan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bahan material yang digunakan yaitu agregat halus dan kasar (kerikil) berasal dari sungai bili-bili dan semen yang digunakan yaitu semen portland komposit (PCC)

merk Tonasa.

2. Tulangan yang digunakan adalah tulangan ulir D 11 sebagai tulangan longitudinal dan tulangan polos Ø 8 sebagai tulangan transversal.

3. Bahan tambah yang digunakan adalah retarder (Plastiment RTD-01). 4. Kuat tekan beton yang direncanakan adalah 20 MPa. 5. Beban yang diberikan pada pengujian kolom yaitu beban sentris merata dan

dilakukan hingga kolom mengalami kehancuran untuk mendapatkan beban

maksimum.

6. Kolom yang dianalisis adalah kolom persegi dengan dimensi 12.5 cm x 12.5 cm dengan tinggi 102 cm, dengan model tulangan yang dibentuk sesuai rencana.

7. Pembacaan lendutan dengan “dial gauge” dengan ketelitian 0,01 mm.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Beton

Secara umum beton dapat didefenisikan sebagai suatu campuran antara agregat halus,

agregat kasar, air serta semen sebagai bahan pengikatnya baik itu menggunakan bahan

tambah atau tidak yang membentuk suatu massa padat.

2.2. Beton Bertulang

Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja di mana tulangan baja

berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki oleh beton.

2.3. Bahan Penyusun Beton

2.3.1. Portland Composite Cement (PCC)

Semen Portland Komposit adalah Bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan

bersama-sama terak semen portland dan g ips dengan satu at au lebih baha n

anorgan ik, at au has i l pencampuran antara bubuk semen port land dengan bubuk

bahan anorganik lain (SNI 15-7064-2004).

2.3.2. Agregat

Agregat disebut agregat kasar apabila ukurannya sudah melebihi ¼ in (6 mm). Sifat

agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap

disintegrasi beton, cuaca, dan efek-efek perusak lainnya.

Agregat halus dapat berupa pasir alam, pasir olahan atau gabungan dari kedua pasir

tersebut. Ukurannya bervariasi antara No. 4 dan No. 100 saringan standar Amerika.

3

2.3.3. Air

Di dalam campuran beton, air mempunyai dua buah fungsi, yang pertama untuk

memungkinkan reaksi kimia yang menyebabkan pengikatan dan berlangsungnya pengerasan,

dan yang kedua adalah sebagai pelincir campuran kerikil, pasir dan semen agar memudahkan

percetakan.

2.3.4. Bahan Tambah Retarder

Bahan tambah retarder merupakan bahan tambah yang berfungsi untuk memperlambat

pengerasan beton dan menghambat kenaikan temperatur (McCormac, 2004).

2.4. Baja Tulangan

Baja Tulangan dibedakan menjadi dua jenis yaitu tulangan polos (plain bar) dan

tulangan ulir (deformed bar). Tulangan ulir memiliki daya ikatan yang lebih baik antara beton

dan baja dibandingkan dengan tulangan polos (McCormac, 2004).

2.5. Sifat-sifat Beton

2.5.1. Kuat Tekan

(SNI 03-1974-1990) Kuat tekan beton adalah besarnya beban per satuan luas yang

menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tertentu, yang dihasilkan

oleh mesin tekan.

…. ........................................................................................... (2.1)

2.5.2. Modulus Elastisitas

Berdasarkan SNI 03-2847 2002 pasal 10.5.1, menentapkan rumus nilai modulus

elastisitas beton sebagai berikut :

Untuk beton dengan berat isi berkisar antara 1500 – 2500 kg/cm3, nilai modulus elastisitasnya

yaitu :

…. ................................................................... (2.2)

Untuk beton normal, modulus elastisitasnya yaitu :

Ec = 4700. …. ........................................................................... (2.3)

2.5.3. Kuat Tarik

Berdasarkan SNI 03-2491-2002, nilai kuat tarik belah dapat dihitung dengan rumus :

…. ...................................................................................... (2.4)

2.5.4. Kuat Geser

Menurut SNI 03-2874-2002 kuat geser kolom dapat dihitung dengan persamaan :

Vn = Vc + Vs …. ................................................................................... (2.5)

Kuat geser nominal beton dan kuat geser tulangan geser dapat dihitung sebagai

berikut:

dbcf

Ag

NVc u ..

6

'.

.141

…. .......................................................... (2.6)

s

dfyAvVs

.. ..................................................................................... (2.7)

2.5.5. Susut

Pada dasarnya, ada dua tipe susut yaitu susut plastis dan susut mengering. Susut plastis

terjadi selama beberapa jam pertama setelah penempatan beton segar dalam bekisting

sedangkan susut mengering terjadi setelah beton mencapai pengikatan akhirnya dan sebagian

proses hidrasi kimia yang baik di dalam jeli semen telah terbentuk (Nawy, 2010).

4

2.5.6. Rangkak

Rangkak (creep) atau lateral material flow adalah penambahan regangan terhadap

waktu akibat adanya beban yang bekerja.

2.6. Kolom

2.6.1. Jenis-Jenis Kolom

Jenis Kolom Berdasarkan Bentuk dan Susunan Tulangan Bentuk dan susunan tulangan mengidentifikasikan tiga tipe kolom yaitu:

1. Kolom persegi atau bujursangkar 2. Kolom bulat yang ditulangi dengan tulangan longitudinal dan tulangan spiral 3. Kolom komposit dimana bentuk-bentuk struktural baja dilingkupi didalam beton.

Jenis Kolom Berdasarkan Letak dan Posisi Beban Aksial Berdasrkan letak beban aksial yang bekerja pada penampang kolom dibedakan menjadi:

1. Kolom dengan posisi beban sentris 2. Kolom dengan posisi beban eksentris

Jenis Kolom Berdasarkan Panjang Kolom Berdasarkan ukuran panjang dan pendeknya, kolom dibedakan atas kolom pendek dan

kolom panjang.

Jenis Kolom Berdasarkan Tulangan Transversal Berdasarkan tulangan transversal, kolom dibedakan menjadi :

1. Kolom dengan pengikat lateral atau sengkang. 2. Kolom dengan tulangan spiral

Jenis Kolom Berdasarkan Kemampuan Menahan Gaya Lateral Berdasarkan kemampuannya dalam menahan gaya lateral maka kolom dibedakan atas

kolom bergoyang dan kolom tidak bergoyang.

2.6.2. Batas Kelangsingan Kolom

Dalam hal perilaku deformasi kolom akibat menahan beban horizontal, kolom

dibedakan menjadi dua macam yaitu kolom tidak dapat bergoyang dan kolom dapat

bergoyang. SNI 03–2847–2002 memberikan suatu batasan yang tegas, yaitu kolom

dimasukkan dalam jenis kolom pendek jika dipenuhi syarat berikut:

1. Untuk kolom yang tidak dapat bergoyang (Pasal 12.12.2)

…............................................................. (2.8)

2. Untuk kolom yang dapat bergoyang (Pasal 12.13.2)

…................................................................................ (2.9)

…. ............................................................................... (2.10)

Jika persyaratan – persyaratan diatas tidak dipenuhi maka kolom tersebut

termasuk jenis kolom panjang.

2.6.3. Faktor Panjang Efektif Kolom Faktor panjang efektif kolom (k) ini sangat dipengaruhi oleh derajat hambatan pada

ujung – ujung kolom ( : Derajat hambatan ini dirumuskan sebagai berikut (Pasal 12.11.6

SNI 03-2847-2002):

................................................................................ (2.11)

Jika ujung kolom berupa jepit, maka nilai = 0

Jika ujung kolom berupa sendi, maka nilai = 10

Jika ujung kolom bebas, maka nilai =

Sehingga nilai faktor panjang efektif untuk kolom yang tidak dapat bergoyang selalu

1 dan diambil nilai terkecil dari dua persamaan berikut:

5

k = 0,7 + 0,05 . ( + ) dengan k ……………………….. (2.12)

k = 0,85 + 0,05 . dengan k ……………………….. (2.13)

dan = derajat hambatan pada ujung atas dan ujung bawah kolom

= derajat hambatan yang terkecil

Adapun nilai faktor panjang efektif untuk kolom tidak dapat bergoyang bisa lebih dari

1, tergantung hasil hitungan. Pada keadaan ini ditinjau 2 hal, yaitu :

1. Jika kedua ujung kolom terjepit maka nilai k dihitung sebagai berikut:

k = jika < 2……………………….. (2.14)

k = 0,9. jika 2……………………….. (2.15)

dengan adalah nilai rata – rata dari A dan B 2. Jika satu ujung kolom terjepit dan ujung lainnya sendi atau bebas maka nilai k

dihitung sebagai berikut :

k = 2,0 + 0,3 ……………………………………..………….. (2.16)

dengan adalah derajat hambatan pada ujung terjepit.

2.6.4. Beban Tekuk atau Beban Kapasitas Pc Pada kolom panjang, perlu dipertimbangkan bahaya tertekuknya batang kolom. Besar

beban tekuk atau beban kapasitas tekan Pc ini menurut Euler dihitung dengan rumus berikut:

Pc = ….…………………………………..………….. (2.17) 2.6.5. Pengekangan Kolom

Kolom beton murni dapat mendukung beban yang sangat kecil, tetapi kapasiatas daya

dukung bebannya akan meningkat cukup besar jika ditambahkan tulangan longitudinal.

Peningkatan kekuatan yang lebih besar lagi akan terjadi dengan memberikan kekangan lateral

terhadap tulangan lomgitudinal ini (McCormac, 2004 ).

2.6.6. Kapasitas Beban Aksial Kolom Terkekang Kapasitas beban konsentris maksimum dari kolom dapat diperoleh dengan

menambahkan sumbangan beton sebesar (Ag – Ast).0,85 f’c dansumbangan baja sebesar

Ast.fy. harga sebesar 0,85 f’c sebagai pengganti f’c sebagai pengganti f’c digunakan dalam

perhitungan karena diketahi bahwa kekuatan maksimum yang dapat dicapai suatu struktur

pada kenyataannya mendekati 0,85 fc. Sehingga diperoleh kapasitas beban aksial kolom

sebesar:

P0 = 0,85 . f’c . (Ag – Ast) + Ast . fy …. ....................................... (2.18)

Akan tetapi sangatlah tidak mungkin untuk mencapai eksentrisitas nol didalam struktur

secara aktual. Eksentisitas – eksentrisitas dapat dengan mudah terjadi karena faktor-faktor

seperti ketidakakuratan dalam tata letak kolom dan pembebanan yang tidak simetris. Oleh

karena itu sebuah eksentrisitas minimum sebesar 10% dari tinggi kolom dalam arah tegak

lurus terhadap sumbu lenturnya dianggap sebagi sebuah asumsi yang dapat diterima untuk

reduksi beban kolom yang bersengkang. Namun ACI telah menetapkan sebuah reduksi

sebesar 20% untuk kolom yang bersengkang. Sehingga kapasitas beban aksial nominal

maksimum kolom bersengkang tidak boleh lebih besar dari:

Pn(maks) = 0,8 .( 0,85 . f’c . (Ag – Ast) + Ast . fy) ……………………..……(2.19)

2.6.7. Ragam Kegagalan Material Pada Kolom Berdasarkan besarnya regangan pada tulangan baja yang tertarik, penampang kolom

dapat dibagi menjadi dua kondisi awal keruntuhan, yaitu:

1. Keruntuhan tarik, yang diawali dengan lelehnya tulangan yang tertarik 2. Keruntuhan tekan, yang diawali dengan hancurnya beton yang tertekan

Kondisi balanced terjadi apabila keruntuhan diawali dengan lelehnya tulangan yang

tertarik sekaligus juga hancurnya beton yang tertekan. Apabila Pn adalah beban aksial dan

Pnb adalah beban aksial pada kondisi balanced, maka:

6

Pn < Pnb : Keruntuhan tarik

Pn = Pnb : Keruntuhan balanced

Pn > Pnb : Keruntuhan tekan

2.6.8. Pembatasan Untuk Tulangan Kolom Ketentuan pembatasan tulangan komponen struktur tekan Berdasarkan SNI 03-2847-

2002 adalah sebagai berikut:

1. Luas tulangan longitudinal komponen struktur tekan non-komposit tidak boleh kurang dari 0.01 ataupun lebih dari 0.08 kali luas bruto penampang Ag.

2. Jumlah minimum batang tulangan longitudinal pada komponen struktur tekan adalah 4 untuk batang tulangan di dalam sengkang pengikat segiempat atau

lingkaran, 3 untuk tulangan di dalam sengkang pengikat segitiga, dan 6 untuk

batang tulangan yang dilingkupi oleh spiral.

3. Spasi maksimum sengkang ikat yang dipasang pada rentang l0 dari muka

hubungan balok-kolom adalah s0. Spasi s0 tersebut tidak boleh melebihi:

a) delapan kali diameter tulangan longitudinal terkecil b) 24 kali diameter sengkang ikat c) setengah dimensi penampang terkecil komponen struktur d) 300 mm

4. Panjang l0 tidak boleh kurang daripada nilai terbesar seperenam tinggi bersih

kolom dan dimensi terbesar penampang kolom.

2.7. Penelitian Terdahulu Beberapa penelitian sebelumnya mengenai pengaruh pengekangan kolom akibat beban

aksial, salah satunya adalah penelitian yang dilakukan oleh Tavio dan P.D.S. Pamenia dalam

Dinamika Teknik Sipil, volume 9, nomor 2, juli 2009 dengan menggunakan elemen struktural

kolom derngan penampang 500 x 500 dengan tinggi 8 meter, f’c = 30 MPa, dan fy = 400 MPa

serta konfigurasi pengekangan diperlihatkan pada gambar berikut:

Secara teori, dengan menggunakan rumus Euler beban yang dapat diterima oleh

kolom adalah 413.11 Ton sedangkan dalam penelitian didapatkan beban maksimum 271.11

Ton untuk kolom tanpa sengkang dan 324.04 Ton untuk untuk kolom bersengkang (K1). Hal

ini menunjukkan bahwa terdapat perbedaan 34.37% untuk kolom tanpa sengkang dan 21.56%

untuk kolom bersengkang antara teori dengan hasil penelitian.

7

BAB III

METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1 Bagan Alir Penelitian

Gambar 3.1. Bagan alir penelitian

3.2. Lokasi dan Waktu Penelitian 3.2.1. Lokasi Penelitian

Penelitian dilaksanakan di laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Hasanuddin Makassar.

3.2.2. Waktu Penelitian Penelitian berlangsung selama ± 4 (empat) bulan mulai bulan September sampai

dengan bulan Desember 2011.

3.3. Penulangan Kolom Penelitian yang diusulkan bersifat kuantitatif dan berbentuk penelitian eksperimental.

Dalam penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran perilaku dan karakteristik

kolom.

8

Adapun jenis dari kolom yang akan diuji adalah kolom tanpa sengkang dan kolom

sengkang persegi dengan dimensi kolom 12.5 x 12.5 x 102 cm.

Gambar 3.2 Gambar penulangan kolom

Di bawah ini merupakan jenis atau variasi dari kolom yang akan diuji. Adapun variasi

penulangan kolom yang akan diuji mengacu pada ketentuan SNI 03-2487-2002.

Tabel 3.1 Variasi benda uji

3.4. Prosedur Penelitian 3.4.1. Pengujian Karakteristik Agregat

Pemeriksaan karakterisrik agregat yang dilakukan dalam penelitian ini berdasarkan

Standar Nasional Indonesia (SNI)

3.4.2. Penentuan Komposisi Mix Design Penentuan komposisi mix design dengan metode mix design DOE (Department Of

Environment).

3.4.3. Pembuatan benda uji Dalam penelitian ini proses pencampuran dilakukan dengan concrete mixer (mesin

pengaduk beton).

Jenis

Keterangan

Gambar

Benda

Uji

B x H

(cm)

Tinggi (H)

(cm)

Tebal

Selimut

(cm)

Jumlah

Benda Uji

Normal I

(N-I)

Kolom tanpa

Sengkang

12.5 x

12.5

102

1.5

2

Normal II

(N-II)

Kolom

bersengkang

dengan jarak

sengkang

20 cm

12.5 x

12.5

102

1.5

2

Normal III

(N-III)

Kolom

bersengkang

dengan jarak sengkang lebih

dirapatkan pada

bagian tepi

12.5 x 12.5

102

1.5

2

9

3.4.4. Pengujian Beton Pengujian ini terdiri dari :

- Pengujian kuat tekan

(N/mm2) ……………………………………………...……(3.3)

- Pengujian kuat tarik belah

…………………………………...…………...……(3.4)

- Pengujian lentur - Pengujian elastisitas beton

…………………………………………………....……(3.5)

3.4.5. Pengujian Material Baja Pengujian ini meliputi pengujian kuat tarik baja tulangan polos Ø 8 mm dan tulangan

baja D 11 mm yang akan dipakai sebagai tulangan kolom. Pengujian dilakukan untuk

mengetahui tegangan leleh baja tulangan.

Pada pengujian tarik besi diperoleh nilai tegangan leleh dari tulangan tersebut dengan

menggunakan rumus:

fy = ………………………………….……(3.6)

3.4.6. Bentuk Penataan dan Pengujian Kolom Pada pengujian kolom beton bertulang ini untuk mengetahui kemampuan kolom

dalam memikul beban dan efek pengekangan kolom yang menerima beban aksial.

Pembacaan dial gauge untuk pengujian kolom dilaksanakan setiap pembebanan 1 Ton.

Pengujian benda uji dilakukan dengan menggunakan Loading Frame. Benda uji

kemudian ditata sedemikian rupa, sehingga posisi dial, kolom, dan lokasi beban dipasang

sesuai dengan bentuk pengujian seperti pada Gambar 3.5.

Data-data yang akan diamati/dibaca saat pengujian benda uji adalah:

a) Beban yang diberikan hidraulik jack ,dibaca pada dial load cell b) Lendutan pada kolom dibaca pada dial gauge c) Pola retak kolom

Pengujian ini membahas antara hubungan beban dan lendutan. Dari hasil penelitian

defleksi dibagi menjadi 3 arah (gambar 3.5) yaitu:

1. Pembacaan dial 1 : Arah Z 2. Pembacaan dial 2 : Arah X 3. Pembacaan dial 3 : Arah Y

Gambar 3.1. Set-up pengujian kolom pada loading frame

P

A

10

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMABAHASAN

4.1 Hasil Penelitian 4.1.1 Hasil Pemeriksaan Karakteristik Agregat

Tabel 4.1 : Hasil pemeriksaan karakteristik agregat

No. Jenis Pengujian Sat.

Hasil Pengujian Spesifikasi SNI

Ket. Pasir

Batu

Pecah Pasir Batu

Pecah

1. Modulus Kehalusan % 2.69 6.969 2.3 – 3.1 6 – 7.1 Memenuhi

2. Berat Jenis Semu - 2.65 2.77 - - Memenuhi

3. Berat Jenis Kering - 2.53 2.56 - - Memenuhi

4. Berat Jenis Jenuh SSD - 2.58 2.64 1.6 – 3.3 1.6 – 3.3 Memenuhi

5. Water Absorption % 3.63 2.38 2 4 Memenuhi

6. Kadar Air % 3.45 1.32 - - Memenuhi

7. Kadar Lumpur % 2.80 0.3 Max. 5 Max. 1 Memenuhi

8. Kadar Organik No. 1 - < No. 3 - Memenuhi

9. Keausan Agregat % - 37.82 - Max. 40 Memenuhi

10. Berat Volume Lepas Kg/ltr 1.43 1.607 1.4 – 1.9 1.6 – 1.9 Memenuhi

11. Berat Volume Padat Kg/ltr 1.47 1.662 1.4 – 1.9 1.6 – 1.9 Memenuhi

Sumber : Hasil Olahan Data

4.1.2 Pengujian Kuat Tekan Beton Hasil perhitungan kuat tekan rata-rata pada ukur 28 hari dapat dilihat pada Tabel 4.2

dibawah ini :

Tabel 4.2 : Hasil pengujian kuat tekan beton

Kode Umur

(Hari)

Berat

(Kg)

Beban

(kN)

Kuat Tekan

(MPa)

BN-1 3 12220 160 9.05

BN-2 3 12420 180 10.19

BN-3 3 12310 165 9.34

Rata-rata 9.53

BN-1 7 12380 230 13.02

BN-2 7 11950 200 11.32

BN-3 7 12260 210 11.88

Rata-rata 12.07

BN-1 28 12140 350 19.81

BN-2 28 12280 370 20.94

BN-3 28 12420 380 21.50

Rata-rata 20.75


11

4.1.3 Pengujian Kuat Tarik Tulangan Baja Hasil analisa pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.3 berikut ini :

Tabel 4.3 : Hasil pengujian tarik baja

Dia.

Sampel

fs

(MPa)

fsmax

(MPa) εs

Es

(MPa)

Syarat SNI

fsmax> 1,25 fs

Ø 8 417.37 511.70 0.00235 217744.68 521.71

D 11 492.99 659.87 0.00334 197565.87 616.24


4.1.4 Pengujian Kuat Tarik Belah Beton

Hasil pengujian kuat tarik belah beton rata-rata dapat dilihat pada Tabel 4.4 dibawah

ini :

Tabel 4.4 : Hasil pengujian kuat tarik belah beton

Kode Umur (Hari)

Berat

(Kg) Beban

(kN) Kuat Tarik

(MPa)

BN-1 3 12260 60 2.67

BN-2 3 12310 70 3.11

BN-3 3 12230 65 2.89

Rata-rata 2.89

BN-1 7 12140 100 4.44

BN-2 7 12110 110 4.89

BN-3 7 12340 110 4.89

Rata-rata 4.74

BN-1 28 12290 210 9.33

BN-2 28 12230 200 8.89

BN-3 28 12310 210 9.33

Rata-rata 9.19

Sumber: Hasil Olahan Data

4.1.5 Pengujian Kuat Lentur Balok 10 x 10 x 40 cm Hasil pengujian kuat lentur balok beton rata-rata dapat dilihat pada Tabel 4.5 dibawah

ini :

Tabel 4.5 : Hasil pengujian kuat lentur beton

Kode Umur (Hari)

Berat

(Kg) Beban

(kN) Kuat Lentur

(MPa)

BN-1 3 9340 5 1.50

BN-2 3 9210 6 1.80

BN-3 3 9340 6 1.80

Rata-rata 1.70

BN-1 7 9320 7 2.10

BN-2 7 9340 8 2.40

BN-3 7 9290 8 2.40

Rata-rata 2.30

BN-1 28 9280 14 4.20

BN-2 28 9240 13 3.90

BN-3 28 9180 14 4.20

Rata-rata 4.10


12

4.1.6 Pengujian Modulus Elastisitas Hasil pengujian modulus elastisitas beton rata-rata dapat dilihat pada Tabel 4.6

dibawah ini :

Tabel 4.6 : Hasil pengujian modulus elastisitas rata-rata

Kode Kuat Tekan

(MPa)

Modulus Elastisitas

(MPa) BN-1 19.806 20649.11

BN-2 20.938 21056.15

BN-3 21.504 21103.50

Rata-rata 20936.26


4.1.7 Hasil Pengujian Kolom Dari Hasil pengujian kolom didapatkan data sebagai berikut:

Tabel 4.7 : Data hasil pengujian kolom

P Maks. Teori

(Ton) (Ton) Arah X Arah Y Arah Z

1 10.00 2.81 2.11 6.75

2 9.00 2.90 2.21 5.90

9.50 2.86 2.16 6.33

1 10.00 1.87 1.45 4.73

2 11.00 2.08 1.51 4.91

10.50 1.98 1.48 4.82

1 11.00 1.74 1.23 4.67

2 12.00 1.76 1.27 4.69

11.50 1.75 1.25 4.68Rata-Rata

Benda UjiLendutan saat P Maks. (mm)

N-I

N-II

N-III

Sampel

Rata-Rata

Rata-Rata

20.69


4.1.8 Pola Retak Kolom

Data hasil pengamatan pola retak kolom beton normal yang dilakukan secara visual

dapat dilihat pada tabel 4.8:

Tabel 4.8 : Data hasil pengamatan pola retak kolom

Tipe Pola Retak Keterangan

N-I sampel 1

Terjadi pola retak columnier

Terjadi tekuk yang besar pada tulangan longitudinal

Keruntuhan terjadi pada ujung bagian bawah kolom

13

N-I sampel 2

Terjadi pola retak columnier

Terjadi tekuk yang besar pada tulangan longitudinal

Keruntuhan terjadi pada ujung bagian atas kolom

N-II sampel 1

Terjadi pola retak columnier dan geser

Terjadi tekuk yang kecil pada tulangan longitudinal


N-II sampel 2




N-III sampel 1




N-III sampel 2




4.2 Pembahasan 4.2.1 Pemeriksaan Agregat

Berdasarkan karakteristik agregat halus dan agregat kasar pada tabel 4.1, maka dapat

disimpulkan bahwa agregat tersebut memenuhi syarat SNI. Pengaruh absorpsi atau resapan

pasir terhadap komposisi rancangan campuran (Mix Design) disesuaikan pada perhitungan

mix design terhadap koreksi jumlah air.

14

4.2.2 Pengujian Kuat Tekan Beton

Gambar 4.1 Grafik perbandingan kuat tekan beton

Grafik di atas memperlihatkan bahwa beton memiliki kuat tekan yang meningkat

seiring bertambahnya hari perawatan dan pengujian. Kekuatan dari beton dipengaruhi oleh

karakteristik beton diantaranya berat jenis dan berat volume. Berat jenis beton menunjukkan

tingkat kepadatan dari material, yang pada akhirnya akan berpengaruh kepada kekuatan

beton.

4.2.3 Pengujian Kuat Tarik Tulangan Baja

Dari analisis diatas terlihat bahwa diameter tulangan polos 8 mm dan diameter

tulangan ulir 11 mm mencapai tegangan leleh baja f’y> 400 MPa. Tegangan maksimum dari

hasil pengujian dibandingkan dengan ketentuan SNI untuk tegangan maksimum baja > 1,25

f’y, maka tulangan ulir diameter 11 mm memenuhi syarat SNI.10 mm memenuhi syara

4.2.4 Pengujian Kuat Tarik Belah Beton

Gambar 4.2 Grafik perbandingan kuat tarik belah beton

Pengujian kuat tarik belah dilakukan dengan mengambil 3 buah sampel beton normal

yang telah berumur 28 hari. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai kuat tarik belah

beton lebih besar seiring bertambahnya hari perawatan dan pengujian, hal ini dipengaruhi

oleh daya lekat pada beton. Daya lekat ini pula dipengaruhi oleh keadaan mekanis agregat

diantaranya kehalusan butir, penyerapan air, soundness, berat jenis, berat volume dan kadar

lumpur.

15

4.2.5 Pengujian Kuat Lentur Balok 10 x 10 x 40 cm

Gambar 4.3 Grafik perbandingan kuat lentur beton

Pengujian kuat lentur dilakukan dengan mengambil 3 buah sampel beton normal yang

telah berumur 28 hari. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai kuat lentur beton lebih

besar seiring bertambahnya hari perawatan dan pengujian, hal ini dipengaruhi oleh daya lekat

pada beton. Daya lekat ini pula dipengaruhi oleh keadaan mekanis agregat diantaranya

kehalusan butir, penyerapan air, soundness, berat jenis, berat volume dan kadar lumpur.

4.2.6 Pengujian Modulus Elastisitas Dari tabel 4.6 menunjukkan bahwa Modulus Elastisitas berbanding lurus dengan kuat

tekan beton. Modulus Elastisitas dipengaruhi oleh kelembaban beton, nilai modulus dan

proporsi volume agregat serta umur beton.

4.2.7 Pengujian Kolom

Gambar 4.4 : Diagram batang perbandingan beban maksimum kolom

Diagram di atas menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan dalam

hal penerimaan beban maksimum antara kolom tanpa tulangan transversal (N-I) dan kolom

dengan tulangan transversal (N-II dan N-III).

16

Gambar 4.5 : Grafik hubungan beban-defleksi arah Z

Gambar 4.5 menunjukkan bahwa kolom tanpa tulangan transversal (N-I) mengalami

defleksi yang lebih besar dibandingkan dengan kolom dengan tulangan transversal (N-II &

N-III).

Gambar 4.6 : Grafik hubungan beban-defleksi arah X



N-III).

17

Gambar 4.7 : Grafik hubungan beban-defleksi arah Y



N-III).

4.2.8 Pola Retak Kolom

Berdasarkan tabel 4.8 menunjukkan bahwa pola retak yang terjadi pada kolom tanpa

tulangan transversal (N-I) merupakan pola retak columnier sedangkan pola retak yang terjadi

pada kolom dengan tulangan transversal (N-II dan N-III) merupakan pola retak columnier

dan geser. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan tulangan transversal mengakibatkan pola

retak geser terjadi pada kolom.

Ditinjau dari besarnya tekuk pada tulangan longitudinal, kolom dengan tulangan

transversal (N-II dan N-III) memiliki tekuk pada tulangan longitudinal yang lebih kecil

dibandingkan dengan kolom tanpa tulangan transversal (N-I). Hal ini menunjukkan bahwa

tulangan transversal dapat mengurangi tekuk yang terjadi pada tulangan longitudinal.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil studi eksperimental dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Pengekangan oleh tulangan transversal pada kolom tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan tekan kolom yang menerima beban aksial namun

dengan adanya pengekangan kolom dapat mengurangi defleksi yang terjadi yaitu

sebesar 23.85% untuk variasi benda uji kedua (N-II) dan 26.06% untuk variasi

benda uji yang ketiga (N-III).

2. Pengekangan oleh tulangan transversal pada kolom memiliki pengaruh terhadap pola retak yaitu pada kolom bersengkang terdapat pola retak columnier dan geser

sedangkan pada kolom tanpa sengkang hanya terjadi pola retak columnier.

3. Pengekangan oleh tulangan transversal pada kolom dapat mengurangi tekuk yang terjadi pada tulangan longitudinal.

5.2. Saran-saran Studi yang dilakukan terhadap kolom masih memiliki banyak hal yang perlu diteliti

dan dikembangkan agar dapat menghasilkan suatu formula dan metode yang sempurna.

Beberapa saran dapat dilakukan untuk penyempurnaan tersebut, antara lain :

18

1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan memberikan luas tulangan yang bervariasi pada masing-masing variasi kolom.

2. Perlu penyempurnaan set up pengujian kolom untuk dapat menahan beban merata secara lebih akurat.

3. Perlu dilakukan penambahan kepala pada ujung kolom agar kehancuran tidak terjadi pada perletakan.

DAFTAR PUSTAKA

Akkas, Abdul Madjid, 1996, Rekayasa Bahan / Bahan Bangunan, Jurusan Sipil, Makassar.

Departemen Pekerjaan Umum 2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan

Gedung dengan Standar SK SNI 03-2847-2002, Badan Standarisasi Nasional.

Dipohusodo, Istimawan. 1994, Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-

03, Jakarta.

Nawy, Edward. G. 2010, Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar, Refika Aditama.

Bandung.

McCormac, Jack C. 2004, Desain Beton Bertulang, Erlangga. Jakarta.

Murdock, J.L, Brook, M.K. Bahan dan Praktek Beton, Edisi keempat, Terjemahan Ir.

Stephanus Hendarko. Erlangga. Jakarta. 1991.

Setiawan, Agus. 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD, Erlangga. Jakarta

Sudarsana, K. 2010, Analisis Pengaruh Konfigurasi Tulangan Terhadap Kekuatan dan

Daktalitas Kolom Bertulang. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil Volume 14, Nomor 1.

Tavio dan P.D.S. Pamenia, Pengaruh Pengekangan pada Analisis Momen Nominal untuk

Pengamanan Kolom Beton Bertulang Terhadap Kegagalan Getas. Dinamika Teknik

Sipil, Vol. 9, Nomor 2, Hlm 155-162.

Wang Chu-Kia and G. Salmon Charles, 1987, Desain Beton Bertulang Edisi Keempat

(Terjemahan Binsar Hariandja), Erlangga, Jakarta.

I - 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pelaksanaan pengerjaan konstruksi beton dewasa ini telah banyak

mengalami perubahan dengan pesat, baik dari penggunaan bahan susunnya

sampai dengan sistem pembuatannya, namun dalam pembangunan dibutuhkan

berbagai pertimbangan terhadap fungsi dan dampak yang akan terjadi dari hasil

pembangunan konstruksi tersebut. Beton sebagai bahan struktur bangunan sudah

dikenal sejak lama dan telah banyak digunakan karena mempunyai banyak

keuntungan/kelebihan dibandingkan dengan bahan bangunan lainnya, karenanya

beton hampir selalu digunakan dalam proyek-proyek sipil terutama dalam

pembangunan gedung, jembatan, jalan dan sebagainya.

Meluasnya penggunaan beton disebabkan oleh sifat–sifat atau karakteristik

dari beton yang memiliki keunggulan dalam menahan kekuatan tekan yang tinggi,

mudah dibentuk sesuai dengan cetakannya, strukturnya sangat kokoh, memiliki

usia layan yang sangat panjang, serta tidak membutuhkan biaya pemeliharaan

yang sangat tinggi.

Selain keunggulan itu, beton juga memiliki kekurangan yaitu lemah

terhadap kuat tarik. Oleh karena itu perlu tulangan untuk menahan gaya tarik

untuk memikul beban–beban yang bekerja pada beton. Adanya tulangan ini sering

kali digunakan untuk memperkuat daerah tarik pada penampang balok.

I - 2

Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja di mana

tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki oleh beton.

Tulangan baja juga dapat menahan gaya tekan sehingga digunakan pada kolom

dan pada berbagai kondisi lain. Beton bertulang digunakan dalam berbagai bentuk

untuk hampir semua struktur, besar maupun kecil, antara lain, jembatan,

bendungan, dinding penahan tanah, terowongan, drainase serta fasilitas irigasi,

tangki dan lain sebagainya.

Sistem–sistem beton di atas dibentuk dari berbagai elemen struktur beton

yang bila dipadukan menghasilkan suatu sistem menyeluruh. Secara garis besar,

komponen–komponennya dapat diklasifikasikan atas pelat, balok, kolom, dinding,

dan pondasi.

Kolom merupakan elemen vertikal dari rangka struktural yang memikul

beban dari balok. Elemen ini merupakan elemen yang mengalami tekan dan pada

umumnya disertai dengan momen lentur. Kolom merupakan salah satu unsur

terpenting dalam peninjauan keamanan struktur. Jika sistem struktur mempunyai

elemen tekan yang horizontal, elemen ini disebut balok – kolom.

Kolom bersengkang merupakan jenis yang paling banyak digunakan

karena murahnya harga pembuatannya. Sekalipun demikian, kolom segiempat

maupun bundar dengan tulangan berbentuk spiral kadang-kadang digunakan juga,

terutama apabila diperlukan daktalitas kolom yang cukup tinggi seperti pada

daerah-daerah gempa.

I - 3

Keruntuhan kolom dapat terjadi apabila tulangan bajanya leleh karena

tarik, atau terjadinya kehancuran pada beton yang tertekan. Selain itu kolom dapat

pula mengalami keruntuhan apabila terjadi kehilangan stabilitas lateral, yaitu

tekuk.

Dalam upaya peningkatan mutu beton, terutama kuat tekan, kuat geser dan

modulus elastisitas pada kolom, maka salah satu diantaranya yakni menggunakan

baja tulangan baik tulangan longitudinal maupun transversal dalam campuran

beton yang biasa kita sebut sebagai beton bertulang. Penggunaan baja tulangan

dalam campuran beton atau biasanya disebut beton bertulang, merupakan salah

satu teknologi konstruksi yang dikembangkan untuk peningkatan kualitas beton.

Dalam penelitian ini, kami mencoba meneliti pengaruh penambahan

tulangan transversal pada kolom yang menerima beban aksial beban aksial.

Berdasarkan latar belakang ini, kami mengambil judul “EFEK PENGEKANGAN

TULANGAN TRANSVERSAL PADA KOLOM YANG MENERIMA BEBAN

AKSIAL”.

1.2 Maksud dan Tujuan

1.2.1 Maksud Penelitian

Mengetahui efek pengekangan oleh tulangan transversal pada kolom yang

menerima beban aksial.

1.2.2 Tujuan Penelitian

Menganalisis efek pengekangan yang terjadi pada kolom dengan

penambahan tulangan transversal.

I - 4

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai

berikut :

Bagaimana pengaruh pengekangan oleh tulangan transversal pada kolom

yang menerima beban aksial?

1.4 Batasan Masalah

Untuk mencapai maksud dan tujuan penulisan dan menguraikan

rumusan masalah di atas, maka diperlukan batasan-batasan masalah dalam

penelitian ini sebagai berikut :

1. Bahan material yang digunakan yaitu agregat halus dan kasar (kerikil)

berasal dari sungai bili-bili dan semen yang digunakan yaitu semen

portland komposit (PCC) merk Tonasa.

2. Tulangan yang digunakan adalah tulangan ulir D 11 sebagai tulangan

longitudinal dan tulangan polos Ø 8 sebagai tulangan transversal.

3. Bahan tambah yang digunakan adalah retarder (Plastiment RTD-01).

4. Kuat tekan beton yang disyaratkan adalah 20 MPa.

5. Beban yang diberikan pada pengujian kolom yaitu beban sentris

merata dan dilakukan hingga kolom mengalami kehancuran untuk

mendapatkan beban maksimum.

6. Kolom yang dianalisis adalah kolom persegi dengan dimensi 12.5 cm

x 12.5 cm dengan tinggi 102 cm, dengan model tulangan yang

dibentuk sesuai rencana.

7. Pembacaan lendutan dengan “dial gauge” dengan ketelitian 0,01 mm.

I - 5

1.5 Sistematika Penulisan

Gambaran umum mengenai keseluruhan isi tulisan ini, dapat kami

uraikan secara singkat setiap bab yang akan dibahas sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Bab ini merupakan penjelasan mengenai latar belakang masalah,

maksud dan tujuan penulisan, rumusan masalah, batasan masalah

dan sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab ini merupakan penjelasan mengenai tentang teori dasar dari

beton, material penyusun beton, sifat-sifat beton, kekuatan beton,

baja tulangan, dan tinjauan umum kolom.

Bab III Metodologi dan Pelaksanaan Penelitian

Dalam bab ini disajikan mengenai tinjauan umum penelitian yang

menjelaskan mengenai bagan alir, penulangan dan variasi benda

uji kolom, lokasi dan waktu penelitian, prosedur penelitian,

pengujian eksperimental dan variabel benda uji penelitian.

Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan

Bab ini merupakan inti dari keseluruhan materi pembahasan di

mana menjelaskan tentang pengujian bahan, pengujian kuat

tekan, kuat lentur, kuat tarik belah, modulus elastisitas beton dan

pengujian kolom.

I - 6

Bab V Kesimpulan dan Saran

Bab ini merupakan bab terakhir dari tulisan ini yang memberikan

kesimpulan dan saran-saran yang penulis kemukakan sesuai

dengan pembahasan dalam bab ini.

II - 1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Beton

Secara umum beton dapat didefenisikan sebagai suatu campuran antara

agregat halus, agregat kasar, air serta semen sebagai bahan pengikatnya baik itu

menggunakan bahan tambah atau tidak yang membentuk suatu massa padat.

Beton merupakan salah satu bahan yang digunakan dalam pembuatan suatu

konstruksi disamping beberapa keuntungan dan kerugian yang dimilikinya.

Proses awal tejadinya beton yaitu proses hidrasi antara semen dan air yang

biasa kita sebut dengan pasta, selanjutnya jika ditambahkan dengan agregat halus

akan menjadi mortar serta jika ditambahkan lagi dengan agregat kasar akan

menjadi beton. Penambahan material-material lain selain bahan diatas akan

membedakan jenis beton seperti penambahan tulangan baja akan terbentuk beton

bertulang.

2.2 Beton Bertulang

Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja di mana

tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki oleh beton.

Beton bertulang digunakan dalam berbagai bentuk untuk hampir semua struktur,

besar maupun kecil – bangunan, jembatan, bendungan, dinding penahan tanah,

terowongan, jembatan yang melewati lembah (viaduct), drainase serta fasilitas

irigasi, tangki dan lain sebagainya. Sukses beton bertulang sebagai bahan

II - 2

konstruksi yang universal cukup mudah dipahami jika dilihat dari banyaknya

kelebihan yang dimilikinya. Kelebihan tersebut antara lain (McCormac, 2004):

1. Beton memiliki kuat tekan yang relatif lebih tinggi dibandingkan

dengan kebanyakan bahan yang lain.

2. Beton bertulang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap api dan

air, bahkan merupakan bahan struktur terbaik untuk bangunan yang

banyak bersentuhan dengan air.

3. Struktur beton bertulang sangat kokoh.

4. Beton bertulang tidak memerlukan biaya pemeliharaan yang tinggi.

5. Dibandingkan dengan bahan lain, beton memiliki usia layan yang

sangat panjang. Dalam kondisi–kondisi normal, struktur beton

bertulang dapat digunakan sampai kapan pun tanpa kehilangan

kemampuannya untuk menahan beban.

6. Beton biasanya merupakan satu–satunya bahan yang ekonomis untuk

pondasi tapak, dinding, basement, tiang tumpuan jembatan, dan

bangunan–bangunan lain semacam itu.

7. Salah satu ciri khas beton adalah kemampuannya untuk dicetak

menjadi bentuk sangat beragam, mulai dari pelat, balok, dan kolom

yang sederhana smpai atap kubah dan cangkang besar.

8. Di sebagian besar daerah, beton terbuat dari bahan–bahan lokal yang

murah (pasir, kerikil, air) dan relatif hanya membutuhkan sedikit

semen dan tulangan baja, yang mungkin saja harus didatangkan dari

daerah lain.

II - 3

9. Keahlian buruh untuk membangun konstruksi beton bertulang lebih

rendah bila dibandingkan dengan bahan lain seperti baja struktur.

Di samping kelebihan–kelebihan beton bertulang sebagai suatu bahan

struktur seperti yang telah disebutkan di atas, beton bertulang juga mempunyai

berbagai kekurangan dan kelemahan. Kelemahan–kelemahan tersebut antara lain

adalah (McCormac, 2004):

1. Beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, sehingga

memerlukan tulangan tarik.

2. Beton bertulang memerlukan bekisting untuk menahan beton tetap di

tempatnya sampai beton tersebut mengeras. Selain itu, penopang atau

penyangga sementara mungkin diperlukan untuk menjaga agar

bekisting tetap berada pada tempatnya, misalnya pada kolom,

dinding, atap, dan struktur–struktur sejenis, sampai bagian-bagian

beton ini cukup kuat untuk menahan beratnya sendiri.

3. Rendahnya kekuatan per satuan berat dari beton mengakibatkan

beton bertulang menjadi berat. Ini akan sangat berpengaruh pada

struktur–struktur bentang panjang di mana berat beban mati beton

yang besar akan sangat mempengaruhi momen lentur.

4. Akibat rendahnya kekuatan per satuan berat, rendahnya kekuatan per

satuan volume akan mengakibatkan beton akan berukuran relatif

lebih besar.

II - 4

2.3. Bahan Penyusun Beton

2.3.1 Portland Composite Cement (PCC)

Semen Portland Komposit adalah Bahan pengikat hidrolis hasil

penggilingan bersama-sama terak semen portland dan g ips dengan satu at au

leb ih bahan anorganik, at au has i l pencampuran antara bubuk semen

portland dengan bubuk bahan anorganik lain. Bahan anorganik tersebut

antara lain : Terak tanur tinggi (Blast Furnace Slag), Pozolan, Senyawa silikat,

Batu kapur. Dengan kadar total bahan anorganik 6% – 35% dari massa

semen portland komposit(SNI 15-7064-2004).

Tabel 2.1 : Tabel karakteristik semen PCC

HASIL

PENGUJIAN

I PROPERTIS KIMIA

Magnesium Oxida (MgO %) - 0.77

Sulfur Trioxida (SO3)

C3A < 8 (%) maks 4 1.9

C3A > 8 (%) maks 4 -

II PROPERTIS FISIK

Kehalusan dengan alat Blaine (m²/kg) min 28 382

Kekekalan bentuk dengan Autoclave (%) maks 0.8 0.18

Kuat Tekan (kg/cm²)

> 3 hari min 125

> 7 hari min 200

> 28 hari min 250

Waktu pengikatan dengan alat vicat (menit)

> Pengikatan awal min 45 103

> Pengikatan akhir min 375 303

Pengikatan semu

> Penetrasi akhir (%) min 50 64.29

Kandungan udara dalam mortar (%volume) maks 12 11.5

Berat Jenis (gr/cm²) - 3.13

DeskripsiNo. SNI 15-7064-2004

Sumber : PT.Semen Tonasa

II - 5

2.3.2 Agregat

Agregat merupakan bagian beton yang terdiri dari 60 sampai 80% dari

volume beton dan harus digradasikan sedemikian rupa agar masa beton

keseluruhan bekerja sebagai suatu benda padat, homogen, kombinasi yang rapat,

dengan yang berukuran yang lebih kecil bekerja sebagai suatu pengisi celah

ronggga-rongga yang terdapat di antara partikel-partikel yang lebih besar (Nawy,

2010).

Agregat Kasar

Agregat disebut agregat kasar apabila ukurannya sudah melebihi ¼ in (6

mm). Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya

tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca, dan efek-efek perusak lainnya.

Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik, dan harus

mempunyai ikatan yang baik dengan gel semen (Nawy, 2010).

Agregat Halus

Agregat halus dapat berupa pasir alam, pasir olahan atau gabungan dari

kedua pasir tersebut. Ukurannya bervariasi antara No. 4 dan No. 100 saringan

standar Amerika. Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik, lempung,

partikel yang lebih kecil dari saringan No. 100 atau bahan-bahan lain yang dapat

merusak campuran beton (Nawy, 2010). Agregat halus mempunyai ukuran butir

terbesar 5,0 mm(SK SNI 03-2847-2002).

2.3.3 Air

Di dalam campuran beton, air mempunyai dua buah fungsi, yang pertama

untuk memungkinkan reaksi kimia yang menyebabkan pengikatan dan

II - 6

berlangsungnya pengerasan, dan yang kedua adalah sebagai pelincir campuran

kerikil, pasir dan semen agar memudahkan percetakan.

Beton yang padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air

yang minimal dan memiliki derajat workabilitas yang dibutuhkan untuk

memberikan kepadatan maksimal. Hal tersebut sangat dipengaruhi pada

perbandingan air semen. Beton yang mempunyai factor air/semen minimal dengan

workabilitas yang dibutuhkan untuk pemadatan sempurna tanpa pekerjaan

pemadatan yang berlebihan, merupakan beton yang terbaik (Murdock, 1991).

Syarat air yang dapat digunakan menurut SNI-03-2847-2002 :

1. Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari

bahan-bahan merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan

organik, atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau

tulangan

2. Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton

yang di dalamnya tertanam logam alumunium, termasuk air bebas yang

terkandung dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam

jumlah yang membahayakan.

3. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton kecuali

ketentuan berikut terpenuhi:

a. Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran

beton yang menggunakan air dari sumber yang sama.

b. Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang

dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus

II - 7

mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari

kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum.

2.3.4 Bahan Tambah Retarder

Bahan tambah retarder merupakan bahan tambah yang berfungsi untuk

memperlambat pengerasan beton dan menghambat kenaikan temperatur. Bahan

aditif ini terdiri dari berbagai jenis asam atau gula atau turunan-turunan dari gula.

Bahan aditif ini juga memperpanjang waktu plastisitas dari beton dan

memungkinkan pengadukan atau daya lekat yang lebih baik pada penuangan

beton yang dilakukan berulang-ulang (McCormac, 2004).

2.4 Baja Tulangan

Baja Tulangan dibedakan menjadi dua jenis yaitu tulangan polos (plain

bar) dan tulangan ulir (deformed bar). Tulangan ulir memiliki daya ikatan yang

lebih baik antara beton dan baja dibandingkan dengan tulangan polos (McCormac,

2004).

Model pengujian yang yang paling tepat untuk mendapatkan sifat-sifat

mekanik dari material baja adalah dengan melakukan uji kuat tarik. Uji tekan

tidak dapat memberikan data yang akurat karena disebabkan beberapa hal antara

lain adanya potensi tekuk pada benda uji yang mengakibatkan ketidakstabilan dari

benda uji tersebut, selain itu perhitungan tegangan yang terjadi lebih mudah

dilakukan untuk uji tarik daripada uji tekan.

II - 8

Gambar 2.1 : Kurva hubungan tegangan regangan (f) vs (ε)

Sumber : Agus Setiawan, 2008

Gambar 2.2 : Bagian kurva tegangan – regangan yang diperbesar

Sumber : Agus Setiawan, 2008

Titik penting dalam kurva tegangan-regangan antara lain adalah:

fp : batas proporsional

fe : batas elastis

fyu’ fy : tegangan leleh atas dan bawah

fu : tegangan putus

II - 9

ɛsh : regangan saat mulai terjadi efek strain-hardening

ɛu : regangan saat tercapainya tegangan putus

Titik-titik penting ini membagi kurva tegangan-regangan menjadi beberapa

daerah sebagai berikut:

1. Daerah linear antara 0 dan fp’ dalam daerah ini berlaku Hukum Hooke,

kemiringan dari bagian kurva yang lurus ini disebut sebagai Modulus

Elastisitas atau Modulus Young, E = f/ɛ

2. Daerah elastis antara 0 dan fepada daerah ini jika beban dihilangkan

maka benda uji tersebut masih bersifat elastis.

3. Daerah plastis yang dibatasi oleh regangan antara 2% hingga 1,2-1,5%,

pada bagian ini regangan mengalami kenaikan akibat tegangan konstan

sebesar fy .Daerah ini dapat menunjukkan pula tingkat daktalitas dari

material baja tersebut. Pada baja mutu tinggi terdapat pula daerah

plastis, namun pada daerah ini tegangan masih mengalami kenaikan.

Karena itu baja jenis ini tidak mempunyai daerah plastis yang benar-

benar datar sehingga tak dapat dipakai dalam analisa plastis.

4. Daerah penguatan regangan (strain-hardening) antara ɛsh dan ɛu. Untuk

regangan lebih besar dari 15 hingga 20 kali regangan elastisitas

maksimum, tegangan kembali mengalami kenaikan namun dengan

kemiringan yang lebih kecil daripada kemiringan daerah plastis. Daerah

ini dinamakan daerah penguatan regangan (strain-hardening), yang

berlanjut hingga mencapai tegangan putus. Kemiringan daerah ini

dinamakan modulus penguatan regangan (Eu).

II - 10

Dalam perencanaan struktur baja, SNI 03-1729-2002 mengambil beberapa

sifat mekanik dari material baja yang sama yaitu :

Modulus elastisitas, E = 200000 MPa

Modulus Geser, G = 80000 MPa

Angka Poisson = 0,30

Koefisien muai panjang = 12.10

Nilai daktalitas dari berbagai material baja berbeda-beda. Baja mutu tinggi

memiliki nilai daktalitas yang lebih rendah dibandingkan misalnya mutu BJ 37.

Beberapa baja mutu tinggi bahkan memiliki nilai daktalitas mendekati satu, atau

dengan kata lain hampir tidak ada bagian yang mendatar pada kurva tegangan-

regangan. Untuk baja mutu tinggi ini juga tidak menunjukkan nilai tegangan leleh

(fy) yang jelas, sehingga nilai tegangan leleh dari baja mutu tinggi didefenisikan

sebagai besarnya tegangan yang dapat menimbulkan regangan permanen sebesar

0,2 % (Setiawan, 2008).

2.5 Sifat-Sifat Beton

2.5.1 Kuat Tekan

(SNI 03-1974-1990) Kuat tekan beton adalah besarnya beban per satuan

luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya

tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan.

Kuat tekan dapat ditulis dengan persamaan :

𝜎 = 𝑃

𝐴…. ............................................................................................. (2.1)

Dimana :

σ= Kuat tekan beton (kg/cm2)

II - 11

P = Beban maksimum (kg)

A = Luas penampang yang menerima beban (cm2)

Dalam penelitian ini, kuat tekan beton diwakili oleh tegangan tekan

maksimum f’c dengan satuan N/mm2 atau MPa (Mega Pascal). Yang dimaksud

dengan tegangan f’c yang menjadi parameter kuat tekan beton adalah tegangan

maksimum pada saat regangan beton (εb) mencapai 0,002.

Gambar 2.3 : Grafik hubungan tegangan-regangan beton.

Sumber : Istimawan Dipohusodo, 1994

2.5.2 Modulus Elastisitas

Beton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya bervariasi

tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dan karakteristik

serta perbandingan antara semen dan agregat. Terdapat beberapa defenisi

mengenai modulus elastisitas (McCormac, 2004):

1. Modulus awal adalah kemiringan diagram tegangan-regangan pada titik

asal dari kurva.

2. Modulus tangen adalah kemiringan dari salah satu tangen (garis singgung)

pada kurva tersebut di titik tertentu di sepanjang kurva, misalnya pada

50% dari kekuatan maksimum beton.

II - 12

3. Modulus sekan adalah kemiringan dari suatu garis yang ditarik dari titik

asal kurva ke suatu titik pada kurva tersebut di suatu tempat di antara 25%

sampai 50% dari kekuatan tekan maksimumnya.

4. Modulus semu (apparent modulus) atau modulus jangka panjang

ditentukan dengan menggunakan tegangan dan regangan yang diperoleh

setelah beban diberikan selama beberapa waktu.

Gambar 2.4 :Modulus-modulus tangen dan sekan beton

Sumber : Edward G. Nawy, 2010

Berdasarkan SNI 03-2847 2002 pasal 10.5.1, menentapkan rumus nilai

modulus elastisitas beton sebagai berikut :

Untuk beton dengan berat isi berkisar antara 1500 – 2500 kg/cm3, nilai modulus

elastisitasnya yaitu :

𝐸𝑐 = 0,043 𝑤𝑐1,5 𝑓′𝑐…. ..................................................................... (2.2)

Untuk beton normal, modulus elastisitasnya yaitu :

Ec = 4700. 𝑓′𝑐…................................................................................ (2.3)

II - 13

Dimana :

Ec : Modulus Elastisitas beton (MPa)

wc : Berat satuan beton (kg/cm3)

f’c : Kuat tekan beton (MPa)

2.5.3 Kuat Tarik

Kuat tarik beton bervariasi antara 8% sampai 15% dari kuat tekannya.

Alasan utama dari kuat tarik yang kecil ini adalah kenyataan bahwa beton

dipenuhi oleh retak-retak halus. Retak-retak ini tidak berpengaruh besar bila beton

menerima beban tekan karena beban tekan menyebabkan retak menutup sehingga

memungkinkan terjadinya penyaluran. Kuat tarik beton tidak berbanding lurus

dengan kuat tekan ultimatnya f’c. meskipun demikian, kuat tarik ini dapat

diperkirakan berbanding lurus terhadap akar kuadrat dari f’c.

Berdasarkan SNI 03-2491-2002, nilai kuat tarik belah dapat dihitung

dengan rumus :

𝑓𝑐𝑡 = 2𝑃

𝐿𝐷…. ........................................................................................ (2.4)

Dimana :

fct : Kuat tarik belah (MPa)

P : Beban uji maksimum (N)

L : Panjang benda uji (mm)

D : Diameter beban uji (mm)

II - 14

2.5.4 Kuat Geser

Menurut SNI 03-2874-2002 kuat geser kolom dapat dihitung dengan

persamaan :

Vn = Vc + Vs…. .................................................................................... (2.5)

Kuat geser nominal beton dan kuat geser tulangan geser dapat dihitung

sebagai berikut :

dbcf

Ag

NVc u ..

6

'.

.141

…. .......................................................... (2.6)

s

dfyAvVs

.. ....................................................................................... (2.7)

di mana :

Vn = kuat geser nominal

Vc = kuat geser beton

Vs = Kuat geser sengkang

Nu = beban aksial

Ag = Luas penampang bruto

f’c = kuat tekan beton

b = lebar daerah tekan beton

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan

Av = luas tulangan geser

fy = tegangan leleh sengkang

s = spasi sengkang

II - 15

2.5.5 Susut

Pada dasarnya, ada dua tipe susut yaitu susut plastis dan susut mengering.

Susut plastis terjadi selama beberapa jam pertama setelah penempatan beton segar

dalam bekisting sedangkan susut mengering terjadi setelah beton mencapai

pengikatan akhirnya dan sebagian proses hidrasi kimia yang baik di dalam jeli

semen telah terbentuk (Nawy, 2010).

Gambar 2.5 :Rasio w/c dan efek kadar agregat terhadap susut


Beberapa faktor yang mempengaruhi besaran dari susut mengering (Nawy,

2010):

1. Agregat bekerja mengekang susut pasta semen sehingga beton-beton dengan

kadar agregat yang tinggi kurang rentan terhadap susut.

2. Semakin tinggi rasio air/semen atau air/butiran halus, semakin tinggi efak

susut.

II - 16

3. Laju maupun besaran total susut menurun dengan peningkatan pada volume

elemen beton.

4. Kelembapan relatif sangat mempengaruhi besaran susut karena laju susut

lebih rendah dalam keadaan kelembapan relatif yang lebih tinggi.

5. Beton bertulang menyusut lebih kecil daripada beton polos; perbedaan

relatifnya adalah sebuah fungsi persentasi tulangan.

6. Penggunaan bahan-bahan campuran dapat mempengaruhi susut yang terjadi

misalnya kalsium klorida yang digunakan untuk mempercepat pengerasan

dan pengikatan beton dapat meningkatkan susut.

7. Tipe semen seperti rapid-hardening cement atau semen mengeras cepat

menyusut sedikit lebih besar daripada tipe-tipe lain.

8. Susut juga terjadi karena adanya karbonisasi.

2.5.6 Rangkak

Rangkak (creep) atau lateral material flow adalah penambahan regangan

terhadap waktu akibat adanya beban yang bekerja. Deformasi awal akibat beban

adalah regangan elastis,sedangkan regangan tambahan akibat beban yang sama

disebut regangan rangkak.

Besar rangkak yang terjadi sangat bergantung pada besarnya tegangan.

Rangkak hampir berbanding lurus terhadap tegangan selama tegangan yang terjadi

tidak lebih besar dari setengah f’c. Beban jangka panjang tidak hanya

menyebabkan rangkak tetapi juga berakibat buruk terhadap tegangan beton. Untuk

beban terpusat yang diterapkan pada suatu spesimen selama satu tahun atau lebih,

terjadi pengurangan tegangan sebesar 15% sampai 25% (McCormac, 2004)

II - 17

Gambar 2.6 :Kurva waktu-regangan


Beberapa hal yang mempengaruhi besar rangkak (McCormac, 2004) :

1. Semakin lama waktu perawatan beton sebelum beban diterapkan, semakin

kecil rangkak yang akan terjadi. Perawatan dengan pengupan, yang akan

mempecepat penguapan juga akan mengurangi rangkak.

2. Beton mutu tinggi mengalami rangkak yang lebih sedikit daripada beton mutu

rendah pada tingkat tegangan yang sama.

3. Rangkak bertambah pada temperatur yang lebih tinggi.

4. Semakin tinggi kelembapan, akan semakin sedikit air pori bebas yang dapat

keluar dari beton. Besar rangkak pada tingkat kelembapan 50% hampir dua

kali lipat besar rangkak pada tingkat kelembapan 100%.

5. Beton dengan persentase pasta air-semen yang paling tinggi memiliki rangkak

yang paling besar.

II - 18

6. Penambahan tulangan pada daerah tekan beton akan sangat mengurangi

rangkak karena baja hanya mengalami rangkak yang sangat kecil pada

tegangan normal.

7. Batang beton yang berukuran besar (batang dengan perbandingan antara

volume dan luas permukaan yang besar) akan mengalami rangkak

proporsional yang lebih kecil daripada batang tipis yang ukurannya lebih kecil

dimana air bebas hanya perlu menempuh jarak yang lebih pendek untuk

mengalir keluar.

2.6 Kolom

Pada suatu konstruksi bangunan gedung, kolom berfungsi sebagai

pendukung beban-beban dari struktur diatasnya seperti balok dan pelat lantai,

untuk diteruskan ke tanah dasar melalui pondasi. Beban dari balok dan pelat ini

berupa beban aksial tekan serta momen lentur. Kolom merupakan komponen

struktur yang paling penting untuk diperhatikan, karena apabila kolom ini

mengalami kegagalan, maka akan berakibat keruntuhan struktur bangunan atas

dari gedung secara keseluruhan.

Kolom merupakan anggota tekan vertikal dari suatu rangka struktural.

Oleh karena itu kegagalan kolom struktural merupakan kepentingan utama dalam

ekonomi demikian juga korban jiwa. Sehingga didalam mendesain kolom

memerlukan suatu kekuatan cadangan yang lebih tinggi dibanding mendesain

struktur lentur.

II - 19

2.6.1 Jenis – Jenis Kolom

Jenis Kolom Berdasarkan Bentuk dan Susunan Tulangan

Bentuk dan susunan tulangan mengidentifikasikan tiga tipe kolom yaitu:

1. Kolom persegi atau bujursangkar yang ditulangi dengan batang-batang

longitudinal dan pengikat-pengikat lateral.

2. Kolom bulat yang ditulangi dengan tulangan longitudinal dan tulangan

spiral, atau pengikat-pengikat lateral.

3. Kolom komposit dimana bentuk-bentuk struktural baja dilingkupi

didalam beton. Bentuk-bentuk struktural itu dapat ditempatkan didalam

rangka tulangan.

Jenis Kolom Berdasarkan Letak dan Posisi Beban Aksial

Berdasrkan letak beban aksial yang bekerja pada penampang kolom

dibedakan menjadi:

1. Kolom dengan posisi beban sentris, yaitu kolom yang menahan beban

aksial tepat pada sumbu kolom. Pada keadaan ini seluruh permukaan

penampang beton beserta tulangan kolom menahan beban tekan. Akan

tetapi pada kenyataanya tidak ada kolom yang dibebani secara aksial

sempurna.

2. Kolom dengan posisi beban eksentris, yaitu kolom yang menahan

beban aksial bekerja di luar sumbu kolom dengan eksentrisitas sebesar

e. Beban aksial P dan eksentrisitas e ini akan menimbulkan momen

sebesar M = P . e. Oleh karena itu kolom seperti ini didesian sama

dengan kolom yang menerima beban aksial sentris dan momen.

II - 20

Jenis Kolom BerdasarkanPanjang Kolom

Berdasrkan ukuran panjang dan pendeknya, kolom dibedakan atas kolom

pendek dan kolom panjang. Jika sebuah kolom gagal yang disebabkan oleh

kegagalan material awal (lelehnya baja tulangan atau hancurnya beton), maka

kolom tersebut diklasifikasikan sebagai kolom pendek. Seiring dengan

bertambahnya panjang kolom, maka kemungkinan kegagalan yang diakibatkan

oleh tekuk juga meningkat. Sehingga jika sebuah kolom gagal akibat tekuk, maka

kolom tersebut diklasifikasikan sebagai kolom panjang atau kolom langsing.

Selain dari dua jenis kolom tersebut SNI 03 – 2847-2002 pasal 3.26 juga

mendefenisikan yang disebut kolom pedestal yaitu jika komponen struktur tekan

tegak yang mempunyai rasio tinggi bebas terhadap dimensi lateralterkecil rata-rata

kurang dari tiga (McCormac, 2004).

Jenis Kolom Berdasarkan Tulangan Transversal

Berdasarkan tulangan transversal, kolom dibedakan menjadi :

1. Kolom dengan pengikat lateral atau sengkang.

Jika kolom dengan sengkang persegi dibebani sampai runtuh, maka

sebagian dari selimut beton akan terkelupas (spalling) kecuali jika

sengkang dipasang sangat rapat, tulangan longitudinal akan menekuk

segera setelah selimut betonnya menghilang. Keruntuhan seperti ini

dapat terjadi secara tiba – tiba.

2. Kolom dengan tulangan spiral

Jika kolom spiral dibebani sampai runtuh, selimut beton juga akan

terkelupas tetapi bagian inti akan terus berdiri. Dan jika spiral

II - 21

memiliki jarak yang sangat berdekatan bagian inti akan mampu

menahan tambahan beban yang cukup besar diatas beban yang

menyebabkan terkelupasnya selimut beton (McCormac, 2004).

Jenis Kolom Berdasarkan Kemampuan Menahan Gaya Lateral

Berdasarkan kemampuannya dalam menahan gaya lateral maka kolom

dibedakan atas kolom bergoyang dan kolom tidak bergoyang. Kolom suatu

struktur boleh dianggap tak bergoyang bila perbesaran momen-momenujung

akibat pengaruh orde-dua tidak melebihi 5 % dari momen-momen ujung orde satu

(SNI 03 -2847-2002).

2.6.2 Batas Kelangsingan Kolom

Telah dijelaskan bahwa kolom dibedakan atas kolom pendek dan kolom

panjang. Perbedaan ini ditinjau dari rasio kelangsingan kolom, yaitu nilai

pebandingan ukuran antara pendek atau panjangnya kolom terhadap dimensi

lateralnya.

Dalam hal perilaku deformasi kolomakibat menahan beban horizontal,

kolom dibedakan menjadi dua macam yaitu kolom tidak dapat bergoyang dan

kolom dapat bergoyang. SNI 03–2847–2002 memberikan suatu batasan yang

tegas, yaitu kolom dimasukkan dalam jenis kolom pendek jika dipenuhi syarat

berikut:

1. Untuk kolom yang tidak dapat bergoyang (Pasal 12.12.2)

𝑘 .𝑙𝑢

𝑟≤ 34 − 12

𝑀𝑢1

𝑀𝑢2 …. ............................................................ (2.8)

II - 22

2. Untuk kolom yang dapat bergoyang (Pasal 12.13.2)

𝑘 .𝑙𝑢

𝑟≤ 22…. ............................................................................... (2.9)

𝑟 = 𝐼

𝐴…. ................................................................................ (2.10)

Dimana:

k = faktor panjang efektif kolom

lu = panjang bersih kolom

r = jari-jari girasi

Jika persyaratan – persyaratan diatas tidak dipenuhi maka kolom

tersebut termasuk jenis kolom panjang.

2.6.3 Faktor Panjang Efektif Kolom

Faktor panjang efektif kolom (k) ini sangat dipengaruhi oleh derajat

hambatan pada ujung – ujung kolom (𝛹 : Derajat hambatan ini dirumuskan

sebagai berikut (Pasal 12.11.6 SNI 03-2847-2002):

𝛹 = ⅀ 𝐸𝑐 .𝐼𝑘 𝑙𝑘

⅀ 𝐸𝑐 .𝐼𝑏 𝑙𝑏 ................................................................................ (2.11)

Jika ujung kolom berupa jepit, maka nilai 𝛹 = 0

Jika ujung kolom berupa sendi, maka nilai 𝛹 = 10

Jika ujung kolom bebas, maka nilai 𝛹 = ∞

Sehingga nilai faktor panjang efektif untuk kolom yang tidak dapat

bergoyang selalu ≤ 1 dan diambil nilai terkecil dari dua persamaan berikut:

k = 0,7 + 0,05 . (𝛹𝐴 + 𝛹𝐵) dengan k≤ 1……………………….. (2.12)

k = 0,85 + 0,05 . 𝛹 𝑚𝑖𝑛 dengan k≤ 1……………………….. (2.13)

II - 23

𝛹𝐴 dan 𝛹𝐵 = derajat hambatan pada ujung atas dan ujung bawah kolom

𝛹𝑚𝑖𝑛 = derajat hambatan yang terkecil

Adapun nilai faktor panjang efektif untuk kolom tidak dapat bergoyang

bisa lebih dari 1, tergantung hasil hitungan. Pada keadaan ini ditinjau 2 hal, yaitu :

1. Jika kedua ujung kolom terjepit maka nilai k dihitung sebagai

berikut:

k = 20−𝛹 m

20 1 + 𝛹𝑚 jika 𝛹𝑚< 2……………………….. (2.14)

k = 0,9. 1 + 𝛹𝑚jika 𝛹𝑚 ≥ 2……………………….. (2.15)

dengan 𝛹𝑚 adalah nilai rata – rata dari 𝛹A dan 𝛹B

2. Jika satu ujung kolom terjepit dan ujung lainnya sendi atau bebas

maka nilai k dihitung sebagai berikut :

k = 2,0 + 0,3 𝛹……………………………………..………….. (2.16)

dengan 𝛹 adalah derajat hambatan pada ujung terjepit.

2.6.4 Beban Tekuk atau Beban Kapasitas Tekan Pc

Pada kolom panjang, perlu dipertimbangkan bahaya tertekuknya batang

kolom. Besar beban tekuk atau beban kapasitas tekan Pc ini menurut Euler

dihitung dengan rumus berikut:

Pc=𝜋2 . 𝐸𝐼

𝑘 .𝑙𝑢 2 ….…………………………………..………….. (2.17)

Pc = beban tekuk Euler Atau beban kapasitas tekan kolom

Lu = panjang bersih kolom.

2.6.5 Pengekangan Kolom

Kolom beton murni dapat mendukung beban yang sangat kecil, tetapi

kapasiatas daya dukung bebannya akan meningkat cukup besar jika ditambahkan

II - 24

tulangan longitudinal. Peningkatan kekuatan yang lebih besar lagi akan terjadi

dengan memberikan kekangan lateral terhadap tulangan lomgitudinal ini. Akibat

beban tekan, kolom cenderung tidak hanya memendek dalam arah memanjang

akan tetapi juga mengembang dalam arah lateral. Sehingga kapasitas kolom

semacam ini akan menigkat tinggi dengan memberikan kekangan lateral dalam

berbentuk sengkang persegi dengan jarak yang berdekatan yang membungkus

sekeliling tulangan lomgitudinal (McCormac, 2004 )

Tulangan lateral diperlukan untuk mencegah terkelupasnya (spalling)

penutup beton atau tekuk lokal (local buckling) dari tulangan

longitudinal.tulangan lateral ini biasa berupa pengikat-pengikat (ties) yang

didistribusikan secara merata sepanjang tinggi kolom dengan jarak yang telah

ditentukan. Tulangan longitudinal yang berspasi lebih dari 6 inci harus didukung

oleh pengikat-pengikat lateral (Nawy, 2010).

Gambar 2.7 : Model tegangan-regangan oleh Razvi dan Saatcioglu (1999)

Sumber : Jurnal Ilmiah Teknik Sipil Vol.14, Januari 2010

II - 25

2.6.6 Kapasitas Beban Aksial Kolom Terkekang

Tinjau sebuah kolom dengan Luas penampang Ag dengan lebar b dan

tinggi h, ditulangi dengan luas tulangan total Ast pada semua sisi kolom. Luas

penampang netto beton adalah Ag – Ast. Gambar 2.4 menyajikan diagram

tegangan beton dan baja seiring dengan peningkatan beban aksial tekan dari

kolom. Pada saat awal, baik baja maupun beton akan berperilaku secara elastis.

Pada saat regangan sekitar 0,002 sampai 0,003, beton mencapai kekuatan

maksimumnya (f’c). Peningkatan akan lebih jauh jika starin-hardening telah

terjadi pada baja.

Oleh karena itu kapasitas beban konsentris maksimum dari kolom dapat

diperoleh dengan menambahkan sumbangan beton sebesar (Ag – Ast).0,85 f’c

dansumbangan baja sebesar Ast.fy. harga sebesar 0,85 f’c sebagai pengganti f’c

sebagai pengganti f’c digunakan dalam perhitungan karena diketahi bahwa

kekuatan maksimum yang dapat dicapai suatu struktur pada kenyataannya

mendekati 0,85 fc. Sehingga diperoleh kapasitas beban aksial kolom sebesar:

P0 = 0,85 . f’c . (Ag – Ast) + Ast . fy …. .................................................. (2.18)

Akan tetapi sangatlah tidak mungkin untuk mencapai eksentrisitas nol

didalam struktur secara aktual. Eksentisitas – eksentrisitas dapat dengan mudah

terjadi karena faktor-faktor seperti ketidakakuratan dalam tata letak kolom dan

pembebanan yang tidak simetris. Oleh karena itu sebuah eksentrisitas minimum

sebesar 10% dari tinggi kolom dalam arah tegak lurus terhadap sumbu lenturnya

dianggap sebagi sebuah asumsi yang dapat diterima untuk reduksi beban kolom

II - 26

yang bersengkang. Namun ACI telah menetapkan sebuah reduksi sebesar 20%

untuk kolom yang bersengkang. Sehingga kapasitas beban aksial nominal

maksimum kolom bersengkang tidak boleh lebih besar dari:

Pn(maks) = 0,8 .( 0,85 . f’c . (Ag – Ast) + Ast . fy) ……………………..……(2.19)

2.6.7 Ragam Kegagalan Material Pada Kolom

Berdasarkan besarnya regangan pada tulangan baja yang tertarik,

penampang kolom dapat dibagi menjadi dua kondisi awal keruntuhan, yaitu:

1. Keruntuhan tarik, yang diawali dengan lelehnya tulangan yang tertarik

2. Keruntuhan tekan, yang diawali dengan hancurnya beton yang tertekan

Kondisi balanced terjadi apabila keruntuhan diawali dengan lelehnya

tulangan yang tertarik sekaligus juga hancurnya beton yang tertekan. Apabila Pn

adalah beban aksial dan Pnb adalah beban aksial pada kondisi balanced, maka:

Pn< Pnb : Keruntuhan tarik

Pn = Pnb : Keruntuhan balanced

Pn > Pnb : Keruntuhan tekan

Jika eksentrisitas semakin kecil, maka ada suatu transisi dari keruntuhan

tarik utama ke keruntuhan tekan utama. Kondisi keruntuhan balanced tercapai

apabila tulangan tarik mengalami regangan lelehnya Ey dan pada saat itu pula

beton mengalami regangan batasnya dan mulai hancur.

Awal keadaan runtuh dalam hal eksentrisitas yang besar terjadi dengan

lelehnya tulangan tulangan baja yang tertarik. Peralihan dari keruntuhan tekan ke

keruntuhan tarik terjadi pada e = eb. Jika e lebih besar daripada eb atau Pn < Pnb,

II - 27

maka keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan tarik yang diawali dengan

lelehnya tulangan tarik.

Agar dapat terjadi keruntuhan yang diawali dengan hancurnya beton,

eksentrisitas gaya normal harus lebih kecil daripada eksentrisitas balanced dan

tegangan pada tulangan tariknya lebih kecil daripada tegangan leleh, yaitu fs < fy.

2.6.8 Pembatasan untuk Tulangan Kolom

Ketentuan pembatasan tulangan komponen struktur tekan Berdasarkan

SNI 03-2847-2002 adalah sebagai berikut:

1. Luas tulangan longitudinal komponen struktur tekan non-komposit

tidak boleh kurang dari 0.01 ataupun lebih dari 0.08 kali luas bruto

penampang Ag.

2. Jumlah minimum batang tulangan longitudinal pada komponen

struktur tekan adalah 4 untuk batang tulangan di dalam sengkang

pengikat segiempat atau lingkaran, 3 untuk tulangan di dalam

sengkang pengikat segitiga, dan 6 untuk batang tulangan yang

dilingkupi oleh spiral.

3. Spasi maksimum sengkang ikat yang dipasang pada rentang l0 dari

muka hubungan balok-kolom adalah s0. Spasi s0 tersebut tidak boleh

melebihi:

a) delapan kali diameter tulangan longitudinal terkecil

b) 24 kali diameter sengkang ikat

II - 28

c) setengah dimensi penampang terkecil komponen struktur

d) 300 mm

4. Panjang l0 tidak boleh kurang daripada nilai terbesar seperenam tinggi

bersih kolom dan dimensi terbesar penampang kolom.

2.7 Penelitian Terdahulu

Beberapa penelitian sebelumnya mengenai pengaruh pengekangan kolom

akibat beban aksial, salah satunya adalah penelitian yang dilakukan oleh Tavio

dan P.D.S. Pamenia dalam Dinamika Teknik Sipil, volume 9, nomor 2, juli 2009

dengan menggunakan elemen struktural kolom derngan penampang 500 x 500

dengan tinggi 8 meter, f’c = 30 MPa, dan fy = 400 MPaserta konfigurasi

pengekangan diperlihatkan pada gambar berikut:

Gambar 2.8 : Detail potongan benda uji kolom Tavio

Sumber : Dinamika Teknik Sipil, volume 9, nomor 2, juli 2009

II - 29

Secara teori, dengan menggunakan rumus Euler beban yang dapat diterima

oleh kolom adalah 413.11 Ton sedangkan dalam penelitian didapatkan beban

maksimum 271.11 Ton untuk kolom tanpa sengkang dan 324.04 Ton untuk untuk

kolom bersengkang (K1). Hal ini menunjukkan bahwa terdapat perbedaan 34.37%

untuk kolom tanpa sengkang dan 21.56% untuk kolom bersengkang antara teori

dengan hasil penelitian.

III - 1

BAB III

METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1 Bagan Alir Penelitian

Gambar 3.1. Bagan alir penelitian

Ya

Ya

Tidak

Mulai

Persiapan : - Desain Penelitian - Bahan Penelitian - Alat Penelitian - Administrasi Laboratorium

-

Pemeriksaan bahan : - Agregat Kasar - Agregat Halus

- Besi Tulangan (Memenuhi)

-

PerencanaanMix Design

Pencampuran Beton segar

Pengecoran/cetak Kolom beton bertulang bersengkang

dan tidak bersersengkang

Perawatan dan Pengujian Kolom beton bertulang

Kesimpulandan Saran

Selesai

Pengujian

Slump Test (Memenuhi)

Hasil pengujian dan pembahasan

Tidak

III - 2

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian

3.2.1 Lokasi Penelitian

Penelitian dilaksanakan di laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Makassar.

3.2.2 Waktu Penelitian

Penelitian berlangsung selama ± 4 (empat) bulan mulai bulan September

sampai dengan bulan Desember 2011.

3.3 Penulangan Kolom

Penelitian yang diusulkan bersifat kuantitatif dan berbentuk penelitian

eksperimental. Dalam penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran

perilaku dan karakteristik kolom.

Adapun jenis dari kolom yang akan diuji adalah kolom tanpa sengkang

dan kolom sengkang persegi dengan dimensi kolom 12.5 x 12.5 x 102 cm.

Gambar 3.2Gambar penulangan kolom

III - 3

Di bawah ini merupakan jenis atau variasi dari kolom yang akan diuji.

Adapun variasi penulangan kolom yang akan diuji mengacu pada ketentuan

SNI 03-2487-2002.

Tabel 3.1 Variasi benda uji

Jenis

Keterangan

Gambar

Benda Uji

B x H

(cm)

Tinggi

(H)

(cm)

Tebal

Selimut

(cm)

Jumlah

Benda Uji

Normal I

(N-I)

Kolom tanpa

Sengkang

12.5 x

12.5

102

1.5

2

Normal II

(N-II)

Kolom bersengkang

dengan jarak

sengkang

20 cm

12.5 x

12.5

102

1.5

2

Normal III

(N-III)

Kolom bersengkang

dengan jarak

sengkang lebih

dirapatkan pada

bagian tepi

12.5 x

12.5

102

1.5

2

III - 4

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Pengujian Karakteristik Agregat

Pemeriksaan karakterisrik agregat yang dilakukan dalam penelitian ini

berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI)

1. Agregat Halus

Pemeriksaan analisa saringan

Pemeriksaan ini dilakukan berdasarkan pada peraturan SNI 03-1968-1990.

Hasil pemeriksaan dapat dilihat pada Lampiran 1.

Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan


Hasil Pemeriksaan dapat dilihat pada Lampiran 2.

Pemeriksaan kadar organik



Pemeriksaan Kadar Lumpur



Pemeriksaan Kadar Air


Hasil pemeriksaaan dapat dilihat pada Lampiran 5.

2. Agregat Kasar

Pemeriksaan analisa saringan



III - 5

Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan


Hasil pemeriksaan ini dapat dilihat pada Lampiran 7.

Pemeriksaan abrasi / keausan


Hasi pemeriksaan ini dapat dilihat pada Lampiran 8.

Pemeriksaan Kadar Lumpur



Pemeriksaan Kadar Air



3.4.2 Penentuan Komposisi Mix Design

Penentuan komposisi mix design dengan metode mix design DOE

(Department Of Environment).

1. Penetapan komposisi agregat kasar dan agregat halus

Dalam beton normal penetapan jumlah agregat kasar dan halus ditentukan

dengan cara perhitungan penggabungan agregat.

2. Penetapan kadar air bebas

Penetapan kadar air bebas ini didasarkan pada hasil trial mix dan

pertimbangan dari ukuran maksimum agregat. Seperti pada Gambar 3.3

dibawah ini.

III - 6

Gambar 3.3.Kurva air bebas.

Sumber: Abd. Madjid Akkas, Rekayasa Bahan, 1996.

3. Penetapan faktor air semen

Dalam penetapan faktor air semen akan dipengaruhi oleh kondisi agregat.

Untuk mendapatkan nilai kuat yang tinggi diusahakan nilai faktor air semen

sekecil mungkin dengan tetap memperhatikan workability-nya. Semakin kecil

nilai faktor air semen maka semakin susah pengerjaannya dan dapat

menyebabkan beton keropos namun dapat meningkatkan kekuatan beton.

Namun dalam penelitian ini digunakan nilai faktor air semen 0.45 agar dapat

mempermudah pekerjaan.

4. Penetapan kadar semen

Penetapan kadar semen didasarkan pada pertimbangan dari kadar air bebas

dan faktor air semen.

Kadar air semen = ….……(3.1)

(Sumber: Abd. Madjid Akkas, Rekayasa Bahan, 1996.)

Kadar air bebas

Faktor air semen

III - 7

5. Penetapan berat jenis spesifikasi gabungan agregat

Berat jenis spesifikasi gabungan dapat dihitung dengan menggunakan

rumus :

BJ sp.gab. = a% x BJ.SP.SSD pasir + b% x BJ.sp.SSD kerikil …………(3.2)

(Sumber: Abd. Madjid Akkas, Rekayasa Bahan, 1996.)

Dimana:

a = presentase penggabungan agregat halus terbaik

b = presentase penggabungan agregat kasar terbaik

6. Penentuan berat volume beton

Berat volume beton diperoleh berdasarkan pertimbangan dari kadar air

bebas dan berat jenis spesific gabungan, seperti yang tertera pada grafik

dibawah ini.

Gambar 3.4. Kurva berat volume beton segar.

Sumber: Abd. Madjid Akkas, Rekayasa Bahan, 1996.

III - 8

7. Penetapan jumlah agregat kasar dan halus

Penetapan jumlah agregat yang digunakan diperoleh dengan menggunakan

rumus:

- Berat total agregat = Berat volume beton-berat semen-kadar air bebas

- Berat agregat pasir = Berat total agregat x % gab. Pasir

- Berat agregat kasar = berat total agergat-berat agregat halus

8. Penetapan dosis admixture.

Admixture yang digunakan berupa retarder(Plastiment RTD-01). Dosis

yang digunakan berdasar dari petunjuk pembuat produk.

3.4.3 Pembuatan benda uji

Dalam penelitian ini proses pencampuran dilakukan dengan concrete

mixer (mesin pengaduk beton). Proses kerja pencampuran dan pembuatan benda

uji adalah sebagai berikut :

Material pembentuk beton (semen, pasir, kerikil, air) ditimbang sesua

resume tugas akhir efek pengekangan ...digilib.unhas.ac.id/uploaded_files/temporary/digital...2....

Documents