BAB I

PENDAHULUANIndonesia terletak di dua jalur gempa dan merupakan titik pertemuan empat lempeng tektonik, sehingga Indonesia memiliki aktivitas kegempaan yang cukup tinggi. Gempa banyak menghacurkan bangunan dan infrastruktur. Hubungan balok kolom (HBK) merupakan daerah yang kritis saat terjadi gempa. Beban gempa mempunyai pengaruh yang kompleks terhadap struktur, oleh sebab itu perlu dilakukan kajian yang mendalam untuk meningkatkan kinerja hubungan balok kolom (HBK). Perbaikan ditempuh dengan penambahan fly ash. Fly ash sebagai material silika adalah material pozzolan yang paling banyak digunakan sebagai bahan tambah material semen. Dalam industri konstruksi pengembangan dan penggunaan semen campuran semakin meningkat dan fly ash mendapat perhatian lebih karena penggunaannya dapat meningkatkan properti dari semen, menghemat biaya, dan mengurangi dampak negatif pada lingkungan. Penggunaan fly ash juga mengurangi rata-rata ukuran pori pada beton sehingga diperoleh permeabilitas beton yang lebih kecil. (Sumrerng R dan Prinya C, 2008). Selain itu, nilai permeabilitas menjadi lebih rendah, panas hidrasi juga mengalami penurunan karena kenaikan temperatur terutama pada beton massa juga menjadi sangat rendah. Pemakaian fly ash juga merupakan tindakan peduli lingkungan karena dapat memanfaatkan limbah dan membuat limbah menjadi sesuatu yang bernilai ekonomis. Beton fly ash mempunyai kuat tekan yang rendah dibandingkan beton normal pada saat umur awal dan diperkirakan pada saat umur 90 hari kuat tekannya kurang lebih sama. Kuat tekan maksimum dicapai pada penggunaan campuran fly ash 25 %, beton dengan campuran fly ash 25% memiliki kuat tekan lebih besar dibandingkan beton dengan campuran fly ash 15 % dan 20% baik pada umur 7, 28, dan 54 hari (Alve, 2010).BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Balok-KolomSuatu komponen struktur harus mampu memikul beban aksial (tarik/tekan) serta momen lentur. Apabila besarnya gaya aksial yang bekerja cukup kecil dibandingkan momen lentur yang bekerja, maka efek dari gaya aksial tersebut dapat diabaikan dan komponen struktur tersebut dapat didesain sebagai komponen balok lentur. Namun apabila komponen struktur memikul gaya aksial dan momen lentur yang tidak dapat diabaikan salah satunya, maka komponen struktur tersebut dinamakan balok-kolom (beam-column) (Agus Setiawan : 2008).Elemen balok-kolom umumnya dijumpai pada struktur-struktur statis tak tertentu. Misalkan pada struktur portal statis tak tertentu pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur Portal Statis Tak Tentu.

Akibat kondisi pembebanan yang bekerja, maka batang AB tidak hanya memikul beban merata saja namun juga memikul beban lateral P1. Dalam hal ini efek lentur dan gaya tekan P1 yang bekerja pada batang AB harus dipertimbangkan dalam proses desain penampang batang AB, maka batang AB harus didesain sebagai suatu elemen balok-kolom. Selain, batang AB yang didesain sebagai elemen balok-kolom, batang AC, BD, CE, DF, juga didesain sebagai elemen balok kolom. Karena selain memikul gaya aksial akibat reaksi dari balok-balok AB dan CD, efek lentur dan efek gaya aksial yang bekerja tidak bisa diabaikan salah satunya. Berbeda dengan batang CD yang hanya didominasi oleh efek lentur, gaya lateral P2 telah dipikul oleh pengaku-pengaku (bracing) bentuk X. Sehingga batang CD dapat didesain sebagai suatu elemen balok tanpa pengaruh gaya aksial (Agus Setiawan : 2008).

2.2 KolomKolom adalah batang tekan vertikal dari rangka struktur yang memikul beban dari balok. Kolom merupakan suatu elemen struktur tekan yang memegang peranan penting dari suatu bangunan, sehingga keruntuhan pada suatu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse) seluruh struktur (Sudarmoko, 1996). SK SNI T-15-1991-03 mendefinisikan kolom adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi. Bila diumpamakan, kolom itu seperti rangka tubuh manusia yang memastikan sebuah bangunan berdiri. Kolom termasuk struktur utama untuk meneruskan berat bangunan dan beban lain seperti beban hidup (manusia dan barang-barang), serta beban hembusan angin. Kolom berfungsi sangat penting, agar bangunan tidak mudah roboh. Beban sebuah bangunan dimulai dari atap. Beban atap akan meneruskan beban yang diterimanya ke kolom. Seluruh beban yang diterima kolom didistribusikan ke permukaan tanah di bawahnya. Kesimpulannya, sebuah bangunan akan aman dari kerusakan bila besar dan jenis pondasinya sesuai dengan perhitungan. Namun, kondisi tanah pun harus benar-benar sudah mampu menerima beban dari pondasi. Kolom menerima beban dan meneruskannya ke pondasi, karena itu pondasinya juga harus kuat, terutama untuk konstruksi rumah bertingkat, harus diperiksa kedalaman tanah kerasnya agar bila tanah ambles atau terjadi gempa tidak mudah roboh. Struktur dalam kolom dibuat dari besi dan beton. Keduanya merupakan gabungan antara material yang tahan tarikan dan tekanan. Besi adalah material yang tahan tarikan, sedangkan beton adalah material yang tahan tekanan. sloof dan balok bisa menahan gaya tekan dan gaya tarik pada bangunan.2.2.1 Jenis-jenis KolomMenurut Wang (1986) dan Ferguson (1986) jenis-jenis kolom ada tiga:1. Kolom ikat (tie column)2. Kolom spiral (spiral column)3. Kolom komposit (composite column) Dalam buku struktur beton bertulang (Istimawan dipohusodo, 1994) ada tiga jenis kolom beton bertulang yaitu :1. Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral. Kolom ini merupakan kolom brton yang ditulangi dengan batang tulangan pokok memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat sengkang ke arah lateral. Tulangan ini berfungsi untuk memegang tulangan pokok memanjang agar tetap kokoh pada tempatnya.2. Kolom menggunakan pengikat spiral. Bentuknya sama dengan yang pertama hanya saja sebagai pengikat tulangan pokok memanjang adalah tulangan spiral yang dililitkan keliling membentuk heliks menerus di sepanjang kolom. Fungsi dari tulangan spiral adalah memberi kemampuan kolom untuk menyerap deformasi cukup besar sebelum runtuh, sehingga mampu mencegah terjadinya kehancuran seluruh struktur sebelum proses redistribusi momen dan tegangan terwujud.3. Struktur kolom komposit Struktur kolom komposit merupakan komponen struktur tekan yang diperkuat pada arah memanjang dengan gelagar baja profil atau pipa, dengan atau tanpa diberi batang tulangan pokok memanjang. Untuk kolom pada bangunan sederhan bentuk kolom ada dua jenis yaitu kolom utama dan kolom praktis.

Kolom Utama Yang dimaksud dengan kolom utama adalah kolom yang fungsi utamanya menyanggah beban utama yang berada diatasnya. Untuk rumah tinggal disarankan jarak kolom utama adalah 3.5 m, agar dimensi balok untuk menompang lantai tidak tidak begitu besar, dan apabila jarak antara kolom dibuat lebih dari 3.5 meter, maka struktur bangunan harus dihitung. Sedangkan dimensi kolom utama untuk bangunan rumah tinggal lantai 2 biasanya dipakai ukuran 20/20, dengan tulangan pokok 8d12mm, dan begel d 8-10cm ( 8 d 12 maksudnya jumlah besi beton diameter 12mm 8 buah, 8 10 cm maksudnya begel diameter 8 dengan jarak 10 cm). Kolom Praktis Adalah kolom yang berpungsi membantu kolom utama dan juga sebagai pengikat dinding agar dinding stabil, jarak kolom maksimum 3,5 meter, atau pada pertemuan pasangan bata, (sudut-sudut). Dimensi kolom praktis 15/15 dengan tulangan beton 4 d 10 begel d 8-20.Letak kolom dalam konstruksi. Kolom portal harus dibuat terus menerus dari lantai bawah sampai lantai atas, artinya letak kolom-kolom portal tidak boleh digeser pada tiap lantai, karena hal ini akan menghilangkan sifat kekakuan dari struktur rangka portalnya. Jadi harus dihindarkan denah kolom portal yang tidak sama untuk tiap-tiap lapis lantai. Ukuran kolom makin ke atas boleh makin kecil, sesuai dengan beban bangunan yang didukungnya makin ke atas juga makin kecil.

Perubahan dimensi kolom harus dilakukan pada lapis lantai, agar pada suatu lajur kolom mempunyai kekakuan yang sama. Prinsip penerusan gaya pada kolom pondasi adalah balok portal merangkai kolom-kolom menjadi satu kesatuan. Balok menerima seluruh beban dari plat lantai dan meneruskan ke kolom-kolom pendukung. Hubungan balok dan kolom adalah jepit-jepit, yaitu suatu sistem dukungan yang dapat menahan momen, gaya vertikal dan gaya horisontal. Untuk menambah kekakuan balok, di bagian pangkal pada pertemuan dengan kolom, boleh ditambah tebalnya.2.2.2 Dasar - Dasar Perhitungan Kolom Menurut SNI-03-2847-2002 ada empat ketentuen terkait perhitungan kolom:1. Kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi pembebanan yang menghasilkan rasio maksimum dari momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan.2. Pada konstruksi rangka atau struktur menerus pengaruh dari adanya beban tak seimbang pada lantai atau atap terhadap kolom luar atau dalam harus diperhitungkan. Demilkian pula pengaruh dari beban eksentris karena sebab lainnya juga harus diperhitungkan.3. Dalam menghitung momen akibat beban gravitasi yang bekerja pada kolom, ujung-ujung terjauh kolom dapat dianggap jepit, selama ujung-ujung tersebut menyatu (monolit) dengan komponen struktur lainnya.4. Momen-momen yang bekerja pada setiap level lantai atau atap harus didistribusikan pada kolom di atas dan di bawah lantai tersebut berdasarkan kekakuan relative kolom dengan juga memperhatikan kondisi kekekangan pada ujung kolom.Adapun dasar-dasar perhitungannya sebagai berikut:a. Kuat perlub. Kuat rancang

2.3 Balok

2.3.1 Balok Untuk Bangunan BerlantaiAgar dalam penggambaran konstruksi beton bertulang untuk balok sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan perlu memperhatikan ketentuan-ketentuan yang terkandung dalam konstruksi beton bertulang. Menggambar penulangan balok agak sedikit berbeda dengan menggambar penulangan pelat atap/lantai, karena dalam menggambar penulangan balok, tulangannya harus dibuka satu persatu ( harus digambarkan bukaan tulangan) agar kelihatan jelas susunan tulangan-tulangan yang digunakan dan bentuknya. Tulangan yang dipilih luasnya harus desuai dengan luas tulangan yang dibutuhkan serta memenuhi persyaratan konstruksi beton bertulang. Setiap sudut balok harus ada 1 (satu) batang tulangan sepanjang balok Diameter tulangan pokok minimal 12 mm Jarak pusat ke pusat (sumbu ke sumbu) tulangan pokok maksimal 15 cm dan jarak bersih 3

cm pada bagian-bagian yang memikul momen maksimal. Hindarkan pemasangan tulangan dalam 2 (dua) lapis untuk tulangan pokok. Jika jarak tulangan atas dan tulangan bawah (tulangan pokok) dibagian samping lebih dari

30 cm, harus dipasang tulangan ekstra (montage) Tulangan ekstra (montage) untuk balok tinggi (untuk balok yang tingginya 90 cm atau lebih

luasnya minimal 10 % luas tulangan pokok tarik yang terbesar dengan diameter minimal 8

mm untuk baja lunak dan 6 mm untuk baja keras Selimut beton (beton deking) pada balok minimal untuk kontruksi Di dalam : 2.0 cm Di luar : 2.5 cm Tidak kelihatan : 3.0 cm Apabila tegangan geser beton yang bekerja lebih kecil dari tegangan geser beton yang diijinkan, jarak sengkang / beugel dapat diatur menurut peraturan beton dengan jarak masimal selebar balok dalam segala hal tidak boleh lebih dari 30 cm.Jika tegangan geser beton yang bekerja lebih besar dari tegangan geser beton yang diijinkan, maka untuk memikul / menahan tegangan yang bekerja tersebut ada 2 (dua) cara: Tegangan geser yang bekerja tersebut seluruhnya (100 %) dapat ditahan/dipikul oleh

sengkang-sengkang atau oleh tulangan serong / miring sesuai dengan perhitungan yang

berlaku. Apabila tegangan geser yang bekerja tersebut ditahan / dipikul oleh kombinasi dari

sengkang-sengkang dan tulangan serong / miring (sengkang-sengkang dipasang bersama-

sama dengan tulangan serong / miring atau dengan kata lain sengkang bekerjasama dengan tulangan serong), maka 50 % dari tegangan yang bekerja tersebut harus dipikul / ditahan oleh sengkang-sengkang dan sisinya ditahan / dipikul oleh tulangan serong/miring.

Tulangan tumpuan harus dipasang simetris (tulangan tumpuan bawah harus dipasang minimal sama dengan tulangan tumpuan atas). Yang perlu mendapatkan perhatian dalam menggambar penulangan kolom antara lain: Penyambungan kolom di atas balok atau sloof Seperempat tinggi kolom jarak sengkang lebih rapat dari pada bagian tengah kolom Lebar kolom lebih dari 30 cm diberi tulangan tambahan di tengah-tengah lebar Minimal tulangan pokok kolom menggunakan diameter 12 mm

2.4 Umur Beton

Kuat tekan beton akan bertambah sesuai dengan bertambahnya umur beton tersebut. Bertambahnya kuat tekan beton normal dengan beton fly ash berbeda. Kuat tekan beton fly ash lebih rendah dibanding beton normal, namun pada umur 90 hari kuat tekan beton fly ash akan sama besar dengan beton normal seperti pada Gambar 1.

2.5 Hubungan Balok Kolom (HBK)

State of the art mengenai pertemuan balok kolom (komite 352 ACI-ASCE dalam Chu Kia Wang) mencantumkan provisi yang terperinci untuk perencanaan dari dua kelas pertemuan antara balok dan kolom yaitu :

a. Pertemuan tipe I, terutama untuk pembebanan statis di mana kekuatan menjadi kriteria utama dan tidak diharapkan terjadinya deformasi yang berarti. Disini hanya dibutuhkan daktalitas saja.

b. Pertemuan tipe II, biasanya untuk pembebanan gempa atau ledakan dimana dibutuhkan kekuatan yang dipertahankan melalui tegangan bertukar ke dalam daerah inelastik. Disini dibutuhkan daktalitas yang dipersyaratkan dalam peraturan gempa.

Daerah efektif dalam arsiran penampang hubungan balok kolom (HBK) (lihat Gambar 2) harus diperhitungkan secara kuat karena adanya sistem pengekangan oleh tulangan sengkang. Dalam prakteknya akan terdapat banyak sekali pertemuan dari balok dan kolom serta sengkang itu sendiri sehingga menyulitkan pelaksanaannya. Kurangnya sengkang pada derah joint tulangan utama yang tidak terkekang dan terdesak keluar akibat tekanan yang tinggi dari inti beton. Adanya kesalahan dalam detailing dan pelaksanaan pemasangan tulangan pada joint dapat menyebabkan keruntuhan. Rumus perhitungan kuat geser dapat dilihat sebagai berikut :

2.6 Pola Retak

Pola pola retak akibat dari lebihnya muatan beban rencana dapat dilihat pada Gambar 3. Perencanaan biasanya direncanakan untuk terjadi kuat lentur, tetapi retak miring dapat terjadi pada struktur beton bertulang sebagai kelanjutan dari retak lentur atau kadang sebagai retak independen (karena tidak dipasangnya tulangan geser). Setelah retak berkembang, struktur akan runtuh kecuali jika penampang beton yang retak menahan gaya yang bekerja.

2.7 Kuat Tarik Belah (ft) Secara kasar nilai kuat tarik beton normal hanya berkisar antara 9%-15% dari kuat tekannya. Kuat tarik belah dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

2.8 Penentuan Titik Leleh

Tahapan pertama diagram, regangan yang terjadi kecil sehingga diagram hampir vertikal. Setelah itu kemiringan diagram akan sedikit berkurang karena beton tidak cukup kaku seperti pada tahap awal sebelum beton mulai retak. Diagram akan mengalami perubahan gradien dari miring menjadi hampir lurus mendatar. Agar beton bertulang mengalami leleh, diperlukan beban tambahan yang cukup besar untuk meningkatkan lendutan beton bertulang. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 4.

BAB III

METODE PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan metode eksperimental yang dilakukan di laboratorium. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian bahan, kuat tekan, kuat tarik belah dan hubungan balok kolom dengan pembebanan statik (lihat Gambar 5). Kuat tekan rencana beton normal adalah 20 Mpa. Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini berupa benda uji silinder (lihat Tabel 1) dan elemen struktur hubungan balok kolom (lihat Tabel 2).

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian benda uji silinder dilakukan pada 6 buah benda uji beton normal dan 6 buah benda uji beton fly ash serta pengujian benda uji hubungan balok kolom (HBK) dilakukan pada 3 buah benda uji beton normal dan 3 buah benda uji beton fly ash. Pengujian ini meliputi pengujian kuat tekan, kuat tarik, beban, lendutan, daktilitas, kekakuan,dan titik leleh serta pengamatan pola retak. Hasil pengujian tersaji pada Gambar 6 8 serta Tabel 3 7.

Gambar 6 menunjukkan bahwa kapasitas beban HBK beton fly ash masih dibawah HBK beton normal. Beban maksimum rata rata yang dapat ditahan oleh HBK beton fly ash sebesar 12,730 kN, yaitu 17,075% dibawah HBK beton normal yang dapat menahan sebesar 10,873 kN.

Tabel 6 menunjukkan faktor daktilitas benda uji HBK beton fly ash mengalami kenaikan sebesar 8,883% dibandingkan dengan benda uji HBK beton normal.

Kerusakan cenderung terjadi pada joint sehingga terjadi kegagalan stuktur pada HBK beton normal seperti yang terlihat pada Gambar 7. Retak maksimum rata rata pada HBK beton normal sebesar 0,55 cm.

Gambar 8 menunjukkan banyaknya keretakan pada joint sehingga terjadi kegagalan struktur pada joint HBK beton fly ash. Retak maksimum rata rata pada HBK beton fly ash sebesar 0,45 cm. REKOMENDASI Rekomendasi yang dapat kami berikan untuk menindaklanjuti hasil penelitian ini adalah:

a. Campuran beton menggunakan fly ash sebaiknya ditambahkan dengan zat aditif yang dapat mempercepat pengerasan beton, sehingga beton dapat menerima beban yang maksimal dan tidak perlu menunggu waktu yang lama. b. Fly ash digunakan sebaiknya dari batu bara tua. Jenis batu bara dapat diketahui dengan memberi tetesan air pada fly ash, jika hitam pekat merupakan batu bara muda dan jika warnanya menyerupai semen atau keabu-abuan merupakan batu bara tua. c. Ketelitian dalam pencampuran prosentase bahan sangat diperlukan untuk mencapai hasil yang maksimal. d. Sebaiknya alat alat penunjang penelitian tidak hanya ada satu, jadi jika terjadi kerusakan langsung ada gantinya. e. Setting pengujian benda uji harus diperhatikan agar perletakkan benda uji sesuai dengan yang direncanakan, sehingga daerah penjepitan benar benar terjepit. f. Perlu dilakukan penelitian lanjutan menggunakan pembebanan dinamik. BAB VKESIMPULANKesimpulan dari hasil pengujian dan analisis beton fly ash dan beton normal adalah sebagai berikut :

a. Penambahan fly ash pada campuran beton menurunkan kemampuan benda uji HBK beton fly ash dalam menahan beban dari beban maksimum sebesar 12,730 kN yang didapat oleh HBK beton normal menjadi sebesar 10,873 kN . b. Penambahan fly ash dapat meningkat faktor daktilitas benda uji HBK beton fly ash dari sebesar 1,966 yang didapat oleh HBK beton normal yaitu menjadi sebesar 2,158.c. Penambahan fly ash dapat mengurangi lebar retak pada benda uji HBK beton fly ash yaitu dari sebesar 0,55 cm pad HBK beton normal menjadi 0,45. d. Penambahan fly ash menurunkan kemampuan HBK dalam menahan beban, namun bagus untuk meningkatkan faktor daktilitas dan mengurangi lebar retak. TUGAS I

PENGETAHUAN STRUKTUR

OKTIANI RAHMANITA FAUZIAH (081311133019)PROGRAM STUDI S-1 ILMU DAN TEKNOLOGI LINGKUNGAN

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2015P1

P2

A

B

C

D

E

F