II.3 Sturktur Kolom
II.3.1 Umum 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. Sedangkan komponen struktur yang menahan beban aksial vertikal dengan rasio
bagian tinggi dengan dimensi lateral terkecil kurang dari tiga dinamakan pedestal. Sebagai bagian dari suatu kerangka bangunan dengan fungsi dan peran seperti tersebut,
kolom menempati posisi penting di dalam system struktur bangunan. Kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya, atau
bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan struktur bangunan. Pada umumnya kegagalan atau keruntuhan komponen tekan tidak diawali dengan tanda peringatan yang jelas, bersifat
mendadak. Oleh karena itu, dalam merencanakan struktur kolom harus memperhitungkan secara
cermat dengan memberikan cadangan kekuatan lebih tinggi daripada untuk komponen sturuktur lainnya. Selanjutnya, karena penggunaan di dalam praktek umumnya kolom tidak selalu bertugas
menahan beban aksial vertikal, defenisi kolom memperluas dengan mencakup juga tugas menahan kombinasi beban aksial dan momen lentur. Atau dengan kata lain, kolom harus
diperhitungkan untuk menyangga beban aksial tekan dengan eksentrisitas tertentu.
Universitas Sumatera Utara
Secara garis besar ada tiga jenis kolom beton bertulang yaitu : 1.
Kolom menggunakan pengikat dengan sengkang lateral. Kolom ini merupakan kolom beton yang ditulangi dengan batang tulangan memanjang, yang pada jarak spasi tertentu
diikat dengan pengikat sengkang kearah lateral, sedemikian rupa hingga pengulangan keseluruhan membentuk kerangka.
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.
3. 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.
II.3.2 Hubungan Beban Aksial dan Momen Kesepadanan statika antara beban aksial eksentrisitas dengan kombinasi beban aksial
momen dapat dilihat pada gambar.
Gambar 2.10 Hubungan Beban Aksial-Momen-Eksentrisitas.
Sumber: Istimawan Dipohusodo, Struktur Beton Bertulang
Universitas Sumatera Utara
Apabila gaya dari beban P
u
bekerja pada penampang kolom berjarak e terhadap sumbu seperti terlihat pada gambar, akibat yang ditimbulkan akan sama dengan apabila suatu pasangan
yang terdiri dari gaya beban aksial P
u
pada sumbu dan momen M
u
=P
u
e, bekerja serentak bersama-sama seperti tampak pada gambar
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa apabila suatu pasangan momen rencana terfaktor M
u
dan beban rencana terfaktor P
u
bersama-sama pada suatu komponen struktur tekan, hubungannya dapat dituliskan sebagai berikut:
u u
P M
e =
Untuk suatu penampang tententu, hubungan tersebut di atas bernilai konstan dan memberikan variasi kombinasi beban lentur dan beban aksial dalam banyak cara. Apabila
dikehendaki eksentriliasitas yang semakin besar, beban aksial P
u
harus berkurang sampai suatu nilai sedemikian rupa sehingga kolom tetap mampu menopang kedua beban, beban aksial P
u
dan momen P
u
e. Sudah barang tentu, besar atau jumlah pengurangan P
u
yang diperlukan sebanding dengan peningkatan besarnya eksentrisitas.
Tergantung kepada besarnya momen M
u
relatif terhadap beban aksial P
u
, terdapat beberapa cara dimana suatu tampang akan hancur. Gambar 2.1 menunjukkan suatu kolom yang
memikul suatu beban aksial P
u
, dengan letak eksentrisitas yang berbeda-beda hingga dari tidak bereksentrisitas hingga memiliki eksentrisitas yang sangat besar hingga beban P
u
dapat diabaikan. Kehancuran pada kolom diasumsikan terjadi ketika regangan tekan mencapai 0.003.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.11 Kolom Memikul Beban Aksial
Sumber: Istimawan Dipohusodo, Struktur Beton Bertulang
Berikut ini adalah sedikit penjelasan terhadap gambar 2.11 : a.
Beban aksial besar tanpa momen. Dalam situasi ini, kehancuran akan terjadi dengan hancurnya beton dengan seluruh tulangan dalam kolom berada dalam kondisi luluh akibat
tekanan. b.
Beban aksial besar dengan model kecil sedemikian sehingga seluruh tampang masih berada dalam keadaan tertekan. Ketika suatu kolom diberikan momen lentur yang kecil dimana
eksentrisitas kecil, seluruh kolom akan dalam keadaan tertekan tetapi tekanan akan lebih besar pada salah satu sisi lainnya. Tegangan tekanan maksimum pada kolom akan
mencapai 0.85f c dan kehancuran akan terjadi dengan kehancuran hacurnya beton dengan seluruh tulangan dalam keadaan tertekan.
Universitas Sumatera Utara
c. Beban aksial dengan momen yang lebih besar daripada keadaan b sedemikian sehingga
tegangan tarik mulai muncul pada salah satu sisi kolom. Jika eksentrisitas mengikat terus, tegangan tarik akan mulai terjadi pada salah satu sisi kolom dan tulangan baja pada sisi itu
akan tertarik tetapi masih belum meluluh. Sedangkan pada sisi lainnya, tulangan baja akan berada dalam keadaan tertekan. Kehancuran akan terjadi dengan hancurnya beton pada sisi
yang tertekan. d.
Kondisi pembebanan seimbang. Seiring dengan semakin bertambahnya eksentrisitas, suatu kondisi akan tercapai dimana tulangan baja pada daerah tarik akan mencapai tegangan
luluhnya pada saat beton sisi lainnya mencapai tegangan maksimumnya sebesar 0.85 f c. kondisi ini dinamakan kondisi pembebanan seimbang.
e. Momen besar dengan beban aksial kecil.Jika eksentrisitas terus ditambah, kehancuran akan
ditentukan oleh luluhnya tulangan tarik pada kolom. f.
Momen besar tanpa beban aksial. Untuk kondisi ini, kehancuran akan terjadi seperti yang terjadi pada balok.
Dengan demikian kekuatan suat penampang kolom dapat diperhitungkan terhadap banyak kemungkinan kombinasi beban aksial dan momen. Kuat lentur penampang kolom dapat
direncanakan untuk beberapa kemungkinan kuat beban aksial yang berbeda, dengan masing- masing mempunyai pasangan kuat momen tersendiri.
Universitas Sumatera Utara
II.3.3 Penampang Kolom Bertulangan Seimbang Dalam praktek perencanaan kolom pada umumnya digunakan penulangan simetris,
dimana penulangan pada sisi kedua yang berhadapan sama jumlahnya. Tujuan utamanya mencegah kesalahan atau kekelirian penempatan tulangan yang dipasang. Penulangan simetris
juga diperlukan apabila ada kemungkinan terjadinya gaya bolak-balik pada struktur misalnya karena arah gaya angin atau gempa seperti diketahui, kuat beban aksial sentris nominal atau
teoritis untuk suatu penampang kolom pada hakekatnya adalah merupakan penjumlahan kontribusi kuat beton A
g
-A
st
0.85 fc’ dan kuat tulangan baja A
st
fy. Luas penampang tulangan baja A
st
adalah jumlah seluruh tulangan pokok memanjang. Karena yang bekerja adalah beban sentris, dianggap keseluruhan penampang termasuk tulangan
pokok memanjang menahan 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. Berdasarkan regangan yang terjadi pada batang tulangan baja, awal kehancuran atau
keruntuhan penampang kolom dapat dibedakan menjadi dua kondisi, yaitu : 1.
Kehancuran karena tarik, diawali dengan luluhnya batang tulangan tarik 2.
Kehancuran karena tekan diawali dengan kehancuran beton tekan. Jumlah tulangan baja tarik sedimikian sehingga letak garis netral tepat pada posisi saat mana
akan terjadi secara bersamaan regangan luluh pada tulangan baja tarik dan regangan beton dekat
Universitas Sumatera Utara
maksimum 0,003. Kondisi keseimbangan regangan tersebut menempati posisi penting karena merupakan pembatas karena merupakan pembatas antara kedua keadaan penampang kolom
beton bertulang yang berbeda dalam cara hancurnya. Setiap penampang kolom akan seimbang pada suatu beban Pb tertentu dikombinasikan dengan suatu eksentrisis eb tertentu. Maka pada
penulangan baja berlainan akan diperoleh beban seimbang
berdasarkan keseimbangan regangan yang berlainan pula, meskipun untuk penampang kolom beton yang
sama.
II.3.4 Faktor Reduksi Kekuatan Untuk Kolom Persyaratan pembatasan tulangan untuk komponen struktur yang dibebani kombinasi
lentur dan aksial tekan. Persyaratan tersebut selaras dengan konsep daktilitas komponen struktur yang menahan momen lentur dengan meluluhnya batang tulangan.
Sejalan dengan hal tersebut, untuk komponen dengan beban aksial kecil diijinkan untuk memperbesar factor reduksi kekuatannya, lebih besar dari nilai yang digunakan bila komponen
yang bersangkutan hanya menahan beban aksial tekan sentries. Seperti diketahui, untuk komponen yang menahan lenturan murni, tanpa beban aksial, digunakan factor reduksi kekuatan
Ø = 0,70 untuk kolom dengan pengikat spiral, dan Ø =0,65 untuk kolom dengan pengikat sengkang.
Namun seperti diketahui, kolom yang dibebani eksentris akan menahan beban aksial meupun momen. Sehingga dapat disimpulkan bahwa untuk kasus dimana kolom menahan beban
aksial kecil tetapi pasangan momennya besar dapat diberlakukan seperti komponen struktur lentur, atau balok pada umumnya.
Universitas Sumatera Utara
II.4 Peraturan dan Standar Perencanaan Struktur Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03
Kategori