PENGARUH FRP TERHADAP SENGKANG TEGANGAN DAN REGANGAN BETON DENGAN CFRP

Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer Cfrp, 2009. USU Repository © 2009 f c f cc Com pr ess ive S tr es s, f c Assumed for cover concrete Unconfined Concrete E c E sec Compressive Strain, Confined Concrete First hoop fracture CO ε CO ε 2 SP ε CC ε CU ε C ε e K = koefisien effektif penampang kolom yang terkekang pakai e K = 0,75 Gambar 3.4 : Diagram tegangan-regangan beton tak terkekang dan terkekang

3.7 PENGARUH FRP TERHADAP SENGKANG

FRP akan memberikan pengaruh yang besar terhadap kolom, karena sifatnya yang mengalami tarik dan juga mampu menghidari terjadi keruntuhan yang terjadi pada beton atau pada daerah yang tidak terlindungi oleh tulangan sengkang. Pengunaan FRP akan menambah kekuatan beton serta menambah tegangan dan regangan. Untuk gaya tekan FRP, dimana pada sisi penampang kolom memberikan tekanan yang kecil dan gaya tekan yang besar terjadi pada sudut penampang kolom. Kehancuran beton pada daerah yang tidak terlindungi sengkang atau pada tebal beton d’ dapat teratasi. Kekuatan beton pada daerah Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer Cfrp, 2009. USU Repository © 2009 A xial Co mp ressiv e St re ss E i Axial Strain, f fd FRP- Confined Concrete Plain Concrete E p C ε C ε yang terlindungi oleh FRP akan lebih besar dibandingkan dengan daerah kolom yang terlindungi oleh sengkang.

3.8 TEGANGAN DAN REGANGAN BETON DENGAN CFRP

Peningkatan tegangan aksial diikuti dengan peningkatan regangan pada beton. Regangan ultimit pada beton tak terkekang tipikal diambil sebesar 0,003. Asumsi yang digunakan adalah bahwa setelah lewat dari nilai regangan 0,003 ini beton mengalami retak dan pengekangan yang diberikan oleh CFRP akan bekerja maksimal. Pada bagian ini hubungan tegangan dan regangan akan linier dengan kemiringan berdasarkan kekakuan CFRP. Gambar 3.5 : Tegangan-regangan beton terkekang CFRP Pengujian yang dilakukan oleh Munzer Hassan dan Omar Chaallal 2006 dan diperoleh perhitungan kuat tekan beton yang terkekang dengan CFRP persamaan 2.1 . Perhitungan dan disain dilakukan dengan perencanaan berdasarkan asumsi sebagai berikut: 1. Penampang bidang rata akan tetap rata setelah mengalami lentur, berdasarkan prinsip Bernouli yang mengatakan bahwa regangan yang dialami oleh beton Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer Cfrp, 2009. USU Repository © 2009 dan baja tulangan pada titik yang beragam pada penampang adalah berbanding lurus dengan garis netral. 2. Momen lentur yang terjadi adalah pada sumbu simetri penampang. 3. Regangan maksimum pada serat tekan beton tak terkekang terluar adalah sebesar 0,003, sedangkan untuk regangan ultimit serat tekan beton yang memperhitungkan pengaruh dari tulangan sengkang adalah: 4 , 1 004 , CC su y s cu f f ε ρ ε + = …………………………..3.16 a Untuk beton yang terkekang dengan CFRP, regangan serat tekan maksimum dapat dicari dengan mengunakan persamaan: 5 , 2 004 , CC uj uj ss ccu f f ε ρ ε + = ……………..………….3.16 b D t j ss 4 = ρ ……………………………………………..3.17 Dimana, f uj = tegangan ultimit jacket dari CFRP 50 f CFRP ε uj = regangan ultimit jacket dari CFRP 50 ε CFRP CC f = tegangan tekan beton yang terlindung oleh tulangan sengkang ss ρ = rasio tulangan sengkang akibat CFRP Nilai dari tegangan ultimit CFRP adalah sebesar 50 dari modulus elastis CFRP, yang mana akan menyebabkan nilai dari regangan CCU ε menjadi sangat besar jika dibandingkan dengan beton yang tidak terkekang C ε . Hal ini dapat mengakibatkan interlock action antar agregat yang merupakan faktor penting dalam mekanisme ketahanan geser beton, sehingga kecukupan Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer Cfrp, 2009. USU Repository © 2009 kapasitas geser beton tersebut terjadi kelebihan beban mendadak Priestley, 1996. Untuk itu nilai dari uj ε direncanakan sebesar 0,004 dan nilai dari uj f menjadi j f yaitu sebesar : t j j E f ε = Dimana, uj t ε ε ≤ a t ε ε 5 , = ambil 004 , = t ε j j E f 004 , = Dimana, j E = modulus elastis CFRP a ε = regangan aksial t ε = regangan tulangan sengkang uj ε = regangan ultimit pada CFRP 4. Kekuatan tarik hanya dipikul oleh baja tulangan dan CFRP, sedangkan kekuatan tarik beton diabaikan. 5. kekuatan tekan disumbangkan oleh baja tulangan dan beton untuk diagram interaksi yang hanya memperhitungkan kekuatan tekan CFRP, maka kekuatan tekannya disumbangkan oleh baja tulangan, beton dan CFRP pada daerah tekan. 6. Tegangan beton yang digunakan adalah tegangan beton ekuivalen, yaitu: a. Tegangan beton sebesar C f harus diasumsikan terdistribusi secara merata pada daerah tekan ekuivalen yang dibatasi oleh tepi penampang dan suatu garis lurus yang sejajar dengan sumbu netral Marolop Tua Sianipar : Analisa Kolom Beton Bertulang Yang Diperkuat Dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer Cfrp, 2009. USU Repository © 2009 P n , b eb an a ks ial -P n e = e b titik 5 kondisi seimbang titik 2 M n , Momen lentur M n titik 4 daerah tertarik 0,003 daerah seimbang 0,003 titik 1 +P n titik 3 daerah tertekan 0,003 penampang kolom berjarak x a . β = dari serat dengan regangan tekan maksimum, dimana x adalah tinggi garis netral. b. Jarak x dari serat dengan regangan maksimum kesumbu netral harus diukur dalam arah tegak lurus terhadap sumbu tersebut. c. Nilai 85 , = β untuk 30 ≤ C f Mpa dan direduksi sebesar 0,008 untuk setiap kenaikan 1 Mpa, tetapi 1 β tidak boleh kurang dari 0,65.

3.9 ANALISIS KOLOM