Prinsip Perencanaan Struktur Komposit

2.9. Prinsip Perencanaan Struktur Komposit

Struktur komposit merupakan suatu struktur yang terdiri dari dua jenis material yang berbeda atau lebih dan bekerja secara bersama-sama membentuk suatu kesatuan, dimana masing-masing bahanmaterial tersebut mempunyai kekuatan sendiri-sendiri. Struktur komposit dibentuk dengan memanfaatkan sifat fisik dan mekanik dari masing-masing bahan sehingga akan diperoleh komponen yang lebih baik dan mempunyai kelebihan-kelebihan tertentu bila dibandingkan dengan masing- masing bahan yang membentuknya. Bahan konstruksi yang dimaksud dalam tulisan ini adalah kolom komposit kayu dengan beton. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk menghemat penggunaan bahan bangunan, yaitu dengan cara menggabungkan kayu dan beton dalam satu kesatuan struktur komposit. Komponen komposit kayu – beton adalah komposit yang terbentuk dari bahan kayu panggoh dan beton bertulang yang digabungkan menjadi satu kesatuan dengan kayu diletakkan di tengah kolom kemudian dilakukan pengecoran sehingga mampu bereaksi secara bersama – sama terhadap beban kerja sebagai satu kesatuan. Apabila dibandingkan dengan beton, pelaksanaan dengan menggunakan kolom komposit mempunyai beberapa keuntungan disamping kerugian – kerugian tertentu. Keuntungan – keuntungan yang diperoleh adalah sebagai berikut : a. Ukuran kolom konstruksi menjadi lebih kecil, b. Berat konstruksi menjadi ringan, c. Sesuai dengan bentang – bentang pendek, untuk gelagar sederhana, d. Kekuatan memikul beban menjadi lebih besar. Universitas Sumatera Utara Sedangkan kerugian – kerugiannya adalah: a. Diperlukan pemeliharaan maintenance yang periodik dimana kekuatan kayu akan berkurang, sejalan dengan lebih membasahnya keadaanpengaruh pergantian cuaca, b. Diperlukan pengawasan dan ketelitian yang tinggi dalam hal pekerjaan sambungan, pengecatan, dll. Dalam perencanaan struktur dikenal perencanaan elastis dan perencanaan kekuatan batas ultimate load. Pada kolom,analisis kestabilan elastis dikenal dengan persamaan bebaneuler. Sedangkan analisis struktur secara ultimate memanfaatkan kemampuan struktur secara penuh hingga beban batas akhir ultimate load sehingga timbul bentuk plastis dengan kekuatan struktur sampai tegangan runtuhnya. Analisis ultimate pada umumnya digunakan untuk menentukan besarnya beban runtuh ultimate load pada suatu struktur serta perilaku keruntuhannya mechanism. Beban ultimate hanya dapat diperoleh dibawah keadaan yang ideal. Kolom harus benar – benar berada dalam keadaan lurus, dan dengan keeksentrikan beban serta momen lenturan yang harus diduga berapa besarnya dan dalam perencanaan ini kolom diasumsikan mampu menahan tekuk setempat atau tekuk puntir. Untuk kolom beban aksial yang terletak pada perletakan ujung sendi menunjukkan bahwa beban ultimate dapat diperoleh melalui perhitungan yang sederhana ketika beban aksial tersebut terjadi sangat singkat. Mengambil contoh yang lain, beban ultimate pada kolom yang sangat ramping dapat dikalkulasikan melalui sebab yang diperoleh dari faktor tekuk pada sumbu yang kecil pada kolom yang elastis. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.12. Kurva Faktor Tekuk Beberapa alasan digunakannya metode kuat batas ultimate strength design sebagai trend perencanaan struktur beton adalah:  Struktur beton bersifat in-elastis saat beban maksimum, sehingga teori elastis tidak dapat secara akurat menghitung kekuatan batasnya.  Faktor keamanan dalam bentuk faktor beban lebih rasional, yaitu faktor beban rendah untuk struktur dengan pembebanan yang pasti, sedangkan faktor beban tinggi untuk pembebanan yang fluktuatif berubah – berubah.  Kurva tegangan – regangan beton adalah non liner dan tergantung dari waktu, missal regangan rangkak creep akibat tegangan yang konstan dapat beberapa kali lipat dari regangan elasticawal. Oleh karena itu nilai rasio modulus yang digunakan dapat menyimpang dari kondisi sebenarnya. Regangan rangkak dapat memberikan redistribusi tegangan yang lumayan besar pada penampang struktur beton, artinya tegangan sebenarnya yang terjadi pada struktur tersebut bisa berbeda dengan tegangan yang diambil dalam perencanaan. Contoh, Universitas Sumatera Utara tulangan baja desak pada kolom beton dapat mencapai leleh selama pembebanan tetap, meskipun kondisi tersebut tidak terlihat pada saat direncanakan dengan metode beban kerja yang memakai nilai modular ratio sebelum creep. Metode perencanaan kuat batas tidak memerlukan rasio modulus.  Metode perencanaan kuat batas memanfaatkan kekuatan yang dihasilkan dari distribusi tegangan yang lebih efisien yang memungkinkan oleh adanya regangan in-elastis. Sebagai contoh, penggunanaan tulangan desak pada penampang dengan tulangan ganda dapat menghasilkan momen kapasitas yang lebih besar karena pada tulangan desaknya dapat didaya gunakan sampai mencapai tegangan leleh pada beban batasnya, sedangkan dengan teori elastis tambahan tulangan desak tidak terlalu terpengaruh karena hanya dicapai tegangan yang rendah pada baja.  Metode perencanaan kuat batas menghasilkan penampang struktur beton yang lebih efisien jika digunakan tulangan baja mutu tinggi dan tinggi balok yang rendah dapat digunakan tanpa perlu tulangan desak.  Metode perencanaan kuat batas dapat digunakan untuk mengakses daktilitas struktur di luar batas elastisnya. Hal tersebut penting untuk memasukkan pengaruh redistribusi momen dalam perencanaan terhadap beban gravitasi, perencanaan tahan gempa dan perencanaan terhadap beban ledak blasting. Kuat beban aksial sentris nominal atau teoritis untuk suatu penampang kolom pada hakekatnya adalah merupakan penjumlahan kontribusi kuat beton Ag-Ast 0.85 fc’ dan kuat tulangan baja Astfy. Luas penampang tulangan baja Ast adalah jumlah seluruh tulangan pokok memanjang. Karena yang bekerja adalah beban sentris, dianggap keseluruhan penampang termasuk tulangan pokok memanjang menahan Universitas Sumatera Utara gaya desak secara merata. Dengan sendirinya pada penampang seperti ini seperti ini tidak terdapat garis netral yang memisahkan daerah tarik dan daerah tekan. Apabila beban aksial tekan bekerja eksentris pada sumbu kolom barulah timbulah tegangan yang tidak merata pada penampang, bahkan pada nilai eksentritas tertentu dapat mengakibatkan timbulkan tegangan tarik. Dengan demikian penampang kolom terbagi menjadi daerah tekan dan tarik, demikian pula tugas penulangan baja dibedakan sebagai tulangan baja tekan As’ yang dipasang di daerah tekan dan tulangan baja tarik As yang dipasang di daerah tarik. Universitas Sumatera Utara

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Pendahuluan

Pengujian dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu pengujian sampel kayu, pengujian beton, dan pengujian komposit kolom kayu – beton. Kayu yang digunakan dalam penelitian ini adalah Kayu Panggoh dan mutu beton yang digunakan adalah K- 225. Bahan – bahan tersebut akan diteliti sifat – sifat fisis dan mekanisnya sehingga diperoleh karakteristik yang diperlukan untuk pengujian komposit.

3.2. Pengujian Kayu

3.2.1. Persiapan Pengujian

Kayu yang digunakan adalah kayu panggoh dengan ukuran bervariasi dengan panjang bentang bersih 3 m. Kayu tersebut akan diteliti sifat – sifat mekanis dan fisisnya sehingga diperoleh karakteristik yang diperlukan untuk pengujian kolom komposit. Kayu batangan tersebut dibiarkan kering udara sampai mencapai kadar air ± 15 untuk selanjutnya diambil pengujian sesuai dengan masing – masing jenis pengujian karakteristik dan pengujian komposit.

3.2.2. Pelaksanaan Pengujian

Pengujian dan pemeriksaan yang akan dilakukan pada kayu tersebut mengacu kepada metode pengujian di Inggris BS 373 1957 “Metode Pengujian Contoh Kecil Kayu” Desch, 1981. Pengujian tersebut meliputi: 1. Pemeriksaan kadar air Universitas Sumatera Utara