Studi Eksperimental Efektivitas Pengekangan Kolom Lingkaran Dengan Menggunakan FRP (Fiber Reinforced Polymer).

ix Universitas Kristen Maranatha

STUDI EKSPERIMENTAL EFEKTIVITAS

PENGEKANGAN KOLOM LINGKARAN DENGAN

MENGGUNAKAN FRP (FIBER REINFORCED

POLYMER)

NICO TANDY SUSILO NRP: 1121004

Pembimbing: Dr. ANANG KRISTIANTO, S.T., M.T.

ABSTRAK

Perkembangan pembangunan di Indonesia sudah banyak mengalami kemajuan yang sangat pesat. Di bidang struktur bangunan, perkembangan ini sangat terlihat dengan adanya struktur pada suatu gedung yang diberi perkuatan dengan menggunakan CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) untuk menahan beban gempa. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan kapasitas dari struktur dan dapat memperbaiki struktur yang mengalami kerusakan akibat beban berlebih. Perkuatan ini diberikan pada struktur kolom lingkaran dengan jenis tulangan pengekang yang diberi variasi.

Tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui kapasitas aksial, proses keruntuhan dan daktilitas pada kolom lingkaran dengan sengkang spiral/helix yang diberi perkuatan FRP. Penelitian ini dilakukan pada kolom lingkaran dengan mutu beton f’c 15 MPa. Benda uji berupa kolom lingkaran dengan diameter 190 mm dan tinggi 480 mm. Benda uji terdiri dari tiga jenis yaitu kolom dengan tulangan pengekang spiral/helix, kolom dengan tulangan pengekang lingkaran yang diberi perkuatan FRP dan kolom dengan tulangan pengekang spiral/helix yang diberi perkuatan FRP.

Hasil dari penelitian ini menunjukan kolom dengan tulangan pengekang spiral yang diberi perkuatan FRP mengalami peningkatan kapasitas aksial sebesar > 57,71%. Pada kolom lingkaran yang diberi perkuatan FRP akan mengalami keruntuhan yang bertahap karena kolom lingkaran dengan perkuatan FRP memiliki daktilitas yang sangat baik.

x Universitas Kristen Maranatha

EXPERIMENTAL STUDY OF THE CONFINEMENT

EFFECTIVITY IN ROUND COLUMN USING FRP

(FIBER REINFORCED POLYMER)

NICO TANDY SUSILO NRP: 1121004

Supervisor : Dr. ANANG KRISTIANTO, S.T., M.T.

ABSTRACT

Development of construction in Indonesia has been much progress very rapidly. In the field of building structure, this development is very visible with the structure at a given building retrofitting by using CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) to resist earthquake loads. This is done to increase the capacity of the structure and can improve the structure damaged by excessive load. Retrofitting is given on the structure of circular column with the type of reinforcement restraint given the variation.

The research objective of this final project is to determine the axial capacity, the process of collapse and ductility of the columns circle with stirrup spiral / helix are given FRP reinforcement. This research was carried out in a circle with the quality of concrete columns f'c 15 MPa. Test specimen in the form of a circle with a diameter column 190 mm and height 480 mm. The test specimen consists of three types of columns with spiral reinforcement restraint / helix, a column with circle reinforcement restraint given FRP strengthening and columns with spiral / helix reinforcement restraint are given FRP strengthening. The results of this study indicate column with spiral reinforcement restraint are given FRP strengthening increased axial capacity to more than 57,71%. In circular column given FRP reinforcement will experience a gradual collapse due circle columns with FRP reinforcement has excellent ductility.

xi Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN ... iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iv

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... v

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

ABSTRAK ... ix

ABSTRACT ... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xviii

DAFTAR NOTASI ... xx

BAB 1. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 3

1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 3

1.4 Metodologi Penelitian ... 3

xii Universitas Kristen Maranatha

BAB 2. TINJAUAN LITERATUR ... 5

2.1 Beton ... 5

2.1.1 Struktur Beton Bertulang ... 5

2.1.2 Kelebihan dan kekurangan Beton ... 5

2.1.3 Kinerja Beton ... 6

2.1.4 Bahan Penyusun Beton Bertulang ... 8

2.1.4.a Agregat ... 8

2.1.4.b Semen Portland ... 11

2.1.4.c Air ... 13

2.1.4.d Baja Tulangan ... 13

2.1.5 Campuran Beton ... 15

2.1.6 Daktilitas ... 15

2.2 Kolom Beton Bertulang ... 16

2.2.1 Penulangan Pada Kolom ... 19

2.2.1.a Tulangan Utama ... ...19

2.2.1.b Tulangan Pengekang ... ...20

2.2.2 Kapasitas Kolom ... 21

2.2.3 Keruntuhan Pada Kolom Beton Bertulang ... 22

2.2.3.a Diagram Interaksi Kolom ... 23

2.2.4 Pengujian Kuat Tekan Beton ... 24

2.3 Perkuatan Kolom Beton Bertulang ... 25

2.4 Perkuatan Kolom Dengan Fiber Reinforced Polymer... 28

2.4.1 Pemasangan FRP ... ...29

xiii Universitas Kristen Maranatha

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN ... 35

3.1 Diagram Alir Penelitian ... 36

3.2 Rencana Benda Uji ... 37

3.2.1 Material Penyusun Beton ... 38

3.2.1.a Agregat ... 38

3.2.1.b Semen ... 40

3.2.1.c Baja Tulangan ... 40

3.2.1.d Perancangan Campuran Beton ... 41

3.2.2 Perancangan Benda Uji ... 42

3.2.2.a Penentuan Dimensi Kolom ... 42

3.2.2.b Penentuan Tulangan Utama ... 42

3.2.2.c Penentuan Tulangan Pengekang ... 43

3.2.2.d Kuat Tekan Silinder ... 44

3.2.2.e Kapasitas Kolom ... 46

3.3 Pembuatan Benda Uji ... 49

3.4 Perawatan Benda Uji ... 51

3.5 Grouting Pada Kolom Beton ... 52

3.6 Pengecatan Pada Kolom Beton ... 52

3.7 Kaping Pada Kolom Beton ... 53

3.8 Pemasangan FRP Sebagai Perkuatan Kolom ... 54

3.9 Pemasangan LVDT Pada Benda Uji ... 55

3.10 Pengujian Benda Uji ... 56

3.10.1 Benda Uji Silinder Normal ... 56

xiv Universitas Kristen Maranatha

BAB 4. ANALISIS DATA PENELITIAN ... 58

4.1 Kuat Tekan Kolom ... 58

4.2 Pola Retak Kolom... 61

4.2.1 Kolom Dengan Tulangan Pengekang Spiral ... 62

4.2.2 Kolom Dengan Tulangan Pengekang Lingkaran ... 63

4.2.3 Kolom Dengan Tulangan Pengekang Spiral Dengan FRP ... 64

4.3 Hasil Uji Kolom Berdasarkan LVDT ... 64

4.4 Tegangan Pada Tulangan Kolom ... 66

4.4.1 Tegangan Pada Tulangan Utama ... 66

4.5 Daktilitas ... 69

4.6 Diagram Interaksi ... 74

BAB 5. SIMPULAN DAN SARAN ... 78

5.1 Simpulan ... 78

5.2 Saran ... 79

DAFTAR PUSTAKA ... 80

DAFTAR LAMPIRAN ... 82

LAMPIRAN A ... 83

LAMPIRAN B ... 97

LAMPIRAN C ... 103

LAMPIRAN D ... 110

LAMPIRAN E ... 111

xv Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Agregat Kasar ... 8

Gambar 2.2 Agregat Halus ... 9

Gambar 2.3 Semen ... 11

Gambar 2.4 Proses Pembuatan Semen Portland ... 12

Gambar 2.5 Baja Tulangan ... 14

Gambar 2.6 Grafik Tegangan-regangan (kampustekniksipil.blogspot.com) .... 16

Gambar 2.7 Jenis-jenis Kolom (Jack C. Mc Cormac, 2004) ... 17

Gambar 2.8 Grafik Hubungan Antara Beban dan Regangan Pada Kolom (Istimawan Dipohusodo, 1999) ... 19

Gambar 2.9 Diagram Interaksi Kolom (Wang dan Salmon, 1994) ... 23

Gambar 2.10 Diagram Tegangan-regangan Kolom Kondisi Seimbang ... 24

Gambar 2.11 CFRP, Epoxy dan Filler ... 29

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 36

Gambar 3.2 Gambar Rencana Benda Uji ... 37

Gambar 3.3 Pengujian Agregat: (a) Berat Jenis Agregat Halus (b) Berat Jenis Agregat Kasar (c) Gradasi (d) Bobot Isi ... 39

Gambar 3.4 Pengujian Berat Jenis Semen ... 40

Gambar 3.5 Grafik Hasil Uji Kuat Tarik ... 41

Gambar 3.6 Pengujian Kuat Tarik Tulangan ... 41

Gambar 3.7 Proses Perakitan Tulangan kolom: (a) Tulangan Kolom (b) Pemasangan Strain Gauge (c) Memasukan Tulangan Kolom ke bekisting ... 49

Gambar 3.8 Proses Pembuatan Kolom Beton: (a) Pengadukan Campuran Beton (b) Memasukan Beton Segar ke Dalam Bekisting (c) Kolom Beton Setelah Pemadatan dengan Mesin Getar ... 50

Gambar 3.9 Perawatan Benda Uji: (a) Kolom yang Akan Memasuki Tahap Perawatan (b) Perawatan benda Uji di Ruang Terkondisikan ... 51

Gambar 3.10 Proses Grouting pada Kolom: (a) Bahan Grouting (b) pengeboran Kolom (c) Grouting Pada Kolom ... 52

Gambar 3.11 Pengecatan Pada Kolom ... 52

Gambar 3.12 Proses Kaping Pada Kolom: (a) Membuat Cetakan Kaping (b) Memanaskan Belerang (c) Menuangkan Cairan Belerang Pada Permukaan Kolom (d) Melepas Cetakan dan Pengukuran dengan Waterpas ... 53

Gambar 3.13 Pemasangan FRP Pada Kolom ... 54

Gambar 3.14 Set Up Alat Pengujian ... 55

xvi Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.16 UTM dan Data Logger ... 57

Gambar 4.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan Kolom Lingkaran Dengan Tulangan Pengekang Spiral ... 59

Gambar 4.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Kolom Lingkaran Dengan Tulangan Pengekang Lingkaran Dengan Perkuatan FRP ... 60

Gambar 4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Kolom Lingkaran Dengan Tulangan Pengekang Spiral Dengan Perkuatan FRP ... 61

Gambar 4.4 Foto Pada Saat Proses Pengujian Mulai Dari: (a) Retak (b) Terkelupasnya Selimut (c) Keruntuhan Kolom SP ... 62

Gambar 4.5 Foto Pada Saat Proses Pengujian Mulai Dari: (a) Kondisi Awal (b) Retak Pada Selimut Beton (c) Keruntuhan Kolom STSF ... 63

Gambar 4.6 Foto Pada Saat Proses Pengujian Mulai Dari: (a) Kolom SPF 1 (b) Kolom SPF 2 (c) Kolom SPF 3 ... 64

Gambar 4.7 Grafik Tegangan-regangan Kolom ... 65

Gambar 4.8 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Utama Pada Kolom Dengan Tulangan Pengekang Spiral ... 66

Gambar 4.9 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Utama Pada Kolom Dengan Tulangan Pengekang Lingkaran Dengan FRP ... 67

Gambar 4.10 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Utama Pada Kolom Dengan Tulangan Pengekang Spiral Dengan FRP ... 68

Gambar 4.11 Grafik Beban Regangan ... 69

Gambar 4.12 Grafik Perhitungan Daktilitas Kolom SP ... 70

Gambar 4.13 Grafik Perhitungan Daktilitas Kolom STSF... 71

Gambar 4.14 Grafik Perhitungan Daktilitas Kolom SPF ... 72

Gambar 4.15 Konversi Kolom Lingkaran ke Kolom Persegi ... 74

Gambar 4.16 Diagram Interaksi Kolom ... 77

Gambar LA.1 Pengujian Analisa Saringan Agregat Kasar ... 83

Gambar LA.2 Grafik Analisa Saringan Agregat Kasar ... 85

Gambar LA.3 Pengujian Analisa Saringan Agregat Halus ... 85

Gambar LA.4 Grafik Analisa Saringan Agregat Hasar ... 87

Gambar LA.5 Pengujian Berat Jenis Agregat Kasar ... 88

Gambar LA.6 Pengujian Berat Jenis Agregat Halus ... 90

Gambar LA.7 Pengujian Bobot Isi dan Padat Agregat Kasar... 92

Gambar LA.8 Pengujian Bobot Isi dan Padat Agregat Halus... 94

Gambar LA.9 Pengujian Berat Jenis Semen Portland ... 95

Gambar LC.1 Perakitan Bekisting dan Tulangan Kolom... 103

Gambar LC.2 Pemasangan Strain Gauge ... 103

Gambar LC.3 Penyiapan Material Penyusun Beton ... 104

Gambar LC.4 Pengecoran Kolom Beton Bertulang... 105

Gambar LC.5 Pemasangan FRP Sebagai Perkuatan Kolom ... 105

Gambar LC.6 Set Up Alat Pengujian ... 106

Gambar LC.7 Pengujian Kolom SP 1 ... 106

Gambar LC.8 Pengujian Kolom SP 2 ... 107

Gambar LC.9 Pengujian Kolom SP 3 ... 107

Gambar LC.10 Pengujian Kolom STSF 1 ... 108

Gambar LC.11 Pengujian Kolom STSF 2 ... 108

xvii Universitas Kristen Maranatha

Gambar LC.13 Pengujian Kolom SPF 1, SPF 2, SPF 3 ... 109

Gambar LD.1 Gambar Rencana Benda Uji... 110

Gambar LE.1 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom SP 1 ... 111

Gambar LE.2 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom SP 2 ... 111

Gambar LE.3 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom SP 3 ... 112

Gambar LE.4 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Kolom SP 1... 112

Gambar LE.5 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Kolom SP 2... 113

Gambar LE.6 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Kolom SP 3... 113

Gambar LE.7 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom STSF 1... 114

Gambar LE.8 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom STSF 2... 114

Gambar LE.9 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom STSF 3... 115

Gambar LE.10 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Kolom STSF 1 ... 115

Gambar LE.11 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Kolom STSF 2 ... 116

Gambar LE.12 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Kolom STSF 3 ... 116

Gambar LE.13 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom SPF 1 ... 117

Gambar LE.14 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom SPF 2 ... 117

Gambar LE.15 Grafik Hasil Pengujian Dengan LVDT Kolom SPF 3 ... 118

Gambar LE.16 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Kolom SPF 1 ... 118

Gambar LE.17 Grafik Hasil Pengujian Tegangan Tulangan Kolom SPF 2 ... 119

xviii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis Beton Berdasarkan Kekuatan (Paul Nugraha, 2005) ... 7

Tabel 2.2 Jenis Beton Berdasarkan Berat Jenis dan Pemakaiannya ... 7

Tabel 2.3 Jenis Agregat Berdasarkan Kepadatannya (Paul Nugraha & Antoni, 2007) ... 9

Tabel 2.4 Jenis-jenis Tulangan (SKSNI T-15-1991-03) ... 14

Tabel 2.5 Angka Konversi Kekuatan Tekan Beton Berdasarkan PBI’71 ... 24

Tabel 2.6 Nilai Standar Deviasi (Tri Mulyono, 2004) ... 25

Tabel 2.7 Faktor Reduksi (ACI 440.2R-02) ... 32

Tabel 3.1 Karakteristik Agregat Benda Uji ... 38

Tabel 3.2 Kuat Tekan Beton Silinder ... 45

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan Kolom Lingkaran ... 58

Tabel 4.2 Tegangan-regangan Kolom ... 65

Tabel 4.3 Nilai Daktilitas Kolom ... 73

Tabel LA.1 Tabel Hasil Pengujian Analisa Saringan Agregat Kasar... 84

Tabel LA.1.a Tabel Hasil Rata-rata Pengujian Analisa Saringan Agregat Kasar ... 84

Tabel LA.2 Tabel Hasil Pengujian Analisa Saringan Agregat Halus... 86

Tabel LA.2.a Tabel Hasil Rata-rata Pengujian Analisa Saringan Agregat Halus ... 86

Tabel LA.3 Tabel Hasil Pengujian Berat Jenis Agregat Kasar ... 89

Tabel LA.4 Tabel Hasil Pengujian Berat Jenis Agregat Halus ... 91

Tabel LA.5 Tabel Hasil Pengujian Kadar Lumpur Dalam Agregat Halus ... 91

Tabel LA.6 Tabel Hasil Berat Isi Padat Agregat Kasar ... 93

Tabel LA.7 Tabel Hasil Berat Isi Gembur Agregat Kasar ... 93

xix Universitas Kristen Maranatha Tabel LA.9 Tabel Hasil Berat Isi Gembur Agregat Halus ... 95 Tabel LA.10 Tabel Hasil Pengujian Berat Jenis Semen ... 96 Tabel LB.1 Nilai Slump yang Disarankan Berbagai Jenis Konstruksi ... 98 Tabel LB.2 Perkiraan Jumlah Air dan Kadar Udara Berdasarkan Hasil Uji Slump

dan Ukuran Agregat Maksimum ... 99 Tabel LB.3 Hubungan Antara Fas (Faktor Air Semen) dan Kuat Tekan Beton ... 99 Tabel LB.4 Volume Agregat untuk Tiap Unit Volume Beton ... 100

xx Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR NOTASI

∆1 : Regangan awal

∆2 : Regangan akhir

A : Luas bidang tekan benda uji (mm2) Ac : Luas kolom silinder normal (mm2)

Ag : Luas kolom (mm

2 ) As : Luas tulangan (mm2) Ast : Luas tulangan total (mm2) Astmin : Luas tulangan minimum (mm

2 ) B : Berat piknometer berisi air (gram)

b : Lebar kolom (mm)

Ba : Berat benda uji kering permukaan jenuh di dalam air (gram) Bj : Berat benda uji kering permukaan jenuh (gram)

BJBulk_halus : Berat jenis curah/kering agregat halus BJBulk_kasar : Berat jenis curah/kering agregat kasar BjPC : Berat jenis semen Portland

Bk : Berat benda uji kering oven (gram)

Bt : Berat piknometer berisi benda uji dan air (gram) CE : Faktor reduksi berdasarkan kondisi lingkungan D : Berat isi beton (kg/cm3)

d : Berat isi pada suhu 20°C = 1 gram/ml Db : Diameter tulangan sengkang (mm)

xxi Universitas Kristen Maranatha Dc : Diameter kolom silinder normal (mm)

Ɛ*

fu : Regangan ultimit tulangan FRP (mm/mm)

Ef : Modulus Elastisitas dari material FRP (MPa)

Ɛfe : Regangan efektif tingkat pada tulangan FRP, Regangan tingkat tercapai pada bagian keruntuhan.

Ɛfe : 0,004

Ɛfu : Regangan keruntuhan rencana tulangan FRP (mm/mm) Ɛfu : Regangan keruntuhan rencana tulangan FRP (mm/mm) f *fu : Kuat tegangan ultimit material FRP dari pabrik (MPa)

F : Gaya tekan (N)

f'c : Mutu beton (MPa)

fcc’ : Kekuatan tekan dari pengekang beton yang sebenarnya (MPa)

f'cr : Kuat tekan rata-rata karakteristik (MPa)

ffu : Kuat tegangan tarik ultimit rencana material FRP (MPa) fl : Tekanan pengekang akibat selimut FRP (MPa)

h : Diameter Kolom (mm)

ka : Faktor efisiensi, untuk kolom lingkaran = 1 n : Jumlah tulangan

nf : Jumlah lapisan dari material FRP P0 : Kapasitas beban aksial kolom (kN) S : Jarak sengkang (mm)

xxii Universitas Kristen Maranatha tf : Ketebalan dari material FRP (mm)

V : Volume wadah (cm3)

V1 : Volume awal Le chateleir sebelum semen dimasukkan (ml) V2 : Volume akhir Le chateleir setelah semen dimasukkan (ml) W : Berat benda uji (kg)

μ∆ : Nilai daktilitas kolom

ρf : Rasio perkuatan FRP

ρs : Rasio tulangan

ϕ : 0,85

82 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A ... 83

LAMPIRAN B ... 97

LAMPIRAN C ... 103

LAMPIRAN D ... 110

LAMPIRAN E ... 111

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ditengah era globalisasi saat ini, dunia teknik sipil sudah mengalami banyak perkembangan. Hal ini dibuktikan dengan adanya bangunan-bangunan seperti: rumah tinggal, gedung perkantoran, apartemen, tempat wisata, jalan layang, jembatan dan bendungan. Bangunan-bangunan tersebut memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda-beda. Namun setiap bangunan harus memenuhi karakteristik seperti: Kuat/kokoh, stabil, tahan lama/awet dan ekonomis. Beberapa bangunan di Indonesia belum memenuhi karakteristik tersebut, dikarenakan oleh beberapa faktor utama yaitu: keuangan yang kurang baik sehingga menurunkan kualitas dari bangunan yang akan dibuat. Kokoh/kuatnya suatu bangunan ditentukan dari pelaksanaan yang dilakukan di lapangan. Mulai dari mutu beton yang digunakan, tulangan baja yang digunakan, Detailing pada tulangan baja, cuaca pada saat pelaksanaan dan keadaan lokasi sekitar pembangunan. Kestabilan suatu struktur bangunan ditentukan pula pada saat pelaksanaan di lapangan terutama pada saat pembuatan kolom, balok dan sambungan balok-kolom dari suatu struktur bangunan. Pembuatan Struktur tersebut harus sesuai dengan standar yang berlaku di Indonesia. Hal ini dapat mengurangi bahkan mencegah terjadinya kegagalan pada struktur bangunan yang akan dibuat. Keawetan dari suatu struktur selain ditentukan dari pelaksanaan di lapangan, juga ditentukan dari kualitas bahan yang digunakan. Bahan yang digunakan harus memenuhi standar yang ada, agar tidak terjadinya kegagalan struktur pada bangunan. Kegagalan utama dari suatu struktur biasanya disebabkan oleh kualitas material dan teknik pelaksanaan di lapangan yang tidak sesuai standar sehingga tidak dapat bertahan pada saat ada beban berlebih/gempa yang bekerja pada suatu struktur.

2 Universitas Kristen Maranatha Berdasarkan SNI-1726-2002,Indonesia merupakan salah satu negara yang sering mengalami gempa, hampir di setiap wilayah Indonesia termasuk wilayah gempa. Wilayah Indonesia yang tidak termasuk wilayah gempa adalah Pulau Kalimantan. Di indonesia banyak terjadi kegagalan struktur pada gedung-gedung bertingkat, jembatan layang dan rumah tinggal yang diakibatkan oleh gempa bumi, banjir dan letusan gunung merapi. Kegagalan ini dapat terjadi pada struktur bagian atas ataupun struktur bagian bawah. Kegagalan pada struktur bawah biasanya terjadi pada pondasi dari suatu bangunan yang tidak dapat menahan beban atau terjadinya kelongsoran tanah yang menyebabkan pondasi bergeser dari tempat asalnya. Sedangkan kegagalan pada struktur atas biasanya terjadi pada balok dan kolom yang tidak dapat menahan beban, sambungan antara balok dan kolom yang tidak memenuhi standar serta penambahan beban yang tidak sesuai dengan desain awal bangunan. Di indonesia kegagalan yang terjadi pada struktur suatu gedung hanya dijinkan sampai tahap bangunan rusak tetapi, struktur bangunan harus tetap berdiri. Hal ini diharapkan agar mengurangi adanya korban jiwa akibat runtuhnya gedung.

Dalam hal ini penulis akan meninjau pada struktur kolom beton bertulang yang banyak mengalami kegagalan. Penulis akan melakukan suatu penelitian di laboratorium untuk mengetahui kekuatan dari suatu kolom pendek yang berbentuk lingkaran dengan sengkang berbentuk spiral yang akan diperkuat dengan menggunakan CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer). Pemilihan kolom lingkaran dikarenakan, kolom lingkaran memiliki bentuk yang bagus, inersia yang sama ke segala arah dan memiliki pusat massa yang berada pada pusat lingkaran. Penambahan FRP akan memberikan pengaruh seperti: meningkatkan kekuatan struktur, memperbaiki kinerja struktur akibat kerusakan pada struktur, menahan pelebaran keretakan dari suatu struktur dan mengatasi kesalahan pada perencanaan atau pelaksanaan konstruksi.

3 Universitas Kristen Maranatha 1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui peningkatan kapasitas aksial kolom lingkaran yang diperkuat dengan menggunakan FRP (Fiber Reinforced Polymer). 2. Untuk mengetahui proses terjadinya keruntuhan pada kolom lingkaran

yang diperkuat dengan FRP (Fiber Reinforced Polymer).

3. Untuk mengetahui daktilitas dari suatu kolom lingkaran yang diberi perkuatan dengan FRP (Fiber Reinforced Polymer).

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian adalah sebagai berikut:

1. Penelitian dilakukan pada kolom lingkaran dengan mutu beton fc’ = 15 Mpa.

2. 9 kolom silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm, 9 kolom lingkaran/spiral normal yang diberi variasi dengan dimensi diameter 190 mm dan tinggi 480 mm.

3. Perkuatan kolom lingkaran dengan menggunakan CFRP (Carbon

FiberReinforced Polymer).

4. Pengujian kolom dilakukan pada saat beton sudah berumur 28 hari. 1.4 Metodologi Penelitian

Metoda penyusunan laporan tugas akhir ini dilakukan dengan tahapan yaitu sebagai berikut:

1. Studi Literature sebagai kajian teoritis yang berhubungan dengan pokok bahasan dalam penelitian.

2. Studi Eksperimental yaitu pembuatan benda uji untuk penelitian yang dibuat di Laboratorium Universitas Kristen Maranatha. 3. Pembahasan hasil pengujian,penyusunan laporan dan

4 Universitas Kristen Maranatha 1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan adalah sebagai berikut:

BAB I, Pendahuluan yang berisi: latar belakang, tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, metodologi penelitian, sistematika penulisan.

BAB II, Tinjauan Literatur yang berisi: tentang beton, perkuatan kolom lingkaran, perkuatan kolom lingkaran dengan FRP.

BAB III, Metodologi Penelitian yang berisi: diagram alir penelitian, pembuatan benda uji, pengujian benda uji.

BAB IV, Pengumpulan dan analisis data yang berisi: kuat tekan beton, kuat tekan dari kolom lingkaran, pola retak yang terjadi pada kolom lingkaran.

78 Universitas Kristen Maranatha

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan analisis data dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Kapasitas aksial rata-rata dari kolom lingkaran dengan perkuatan FRP sebesar 843,74 kN untuk tulangan pengekang lingkaran dan > 835,71 kN untuk tulangan pengekang spiral. Sedangkan kapasitas aksial rata-rata dari kolom lingkaran tanpa perkuatan FRP sebesar 446,719 kN untuk tulangan pengekang lingkaran dan 529,89 kN untuk tulangan pengekang spiral. Dengan adanya perkuatan FRP, kekuatan kolom dengan tulangan pengekang lingkaran mengalami peningkatan 88,87% dari kolom dengan tulangan pengekang lingkaran tanpa FRP. Sedangkan untuk kolom dengan tulangan pengekang spiral yang diberi perkuatan FRP mengalami peningkatan kekuatan sebesar > 57,71% dari kolom dengan tulangan pengekang spiral tanpa FRP.

2. Kuat tekan kolom rata-rata (f’cc) pada kolom lingkaran dengan perkuatan FRP adalah 29,76 MPa untuk kolom dengan tulangan pengekang lingkaran dan > 29,47 MPa untuk kolom dengan tulangan pengekang spiral. Sedangkan pada kolom dengan tulangan pengekang spiral tanpa perkuatan FRP sebesar 18,69 MPa. Hasil kuat tekan rata-rata kolom dengan perkuatan FRP lebih besar dari kuat tekan rencana.

3. Mekanisme keruntuhan yang terjadi pada kolom lingkaran dengan perkuatan FRP hampir tidak terlihat tanda-tanda kolom mencapai keruntuhan. Keruntuhan kolom dengan perkuatan FRP terjadi pada beban 843,74 kN untuk kolom dengan sengkang lingkaran dan > 835,71 kN untuk kolom dengan sengkang spiral. Hal ini disebabkan oleh kekangan FRP terhadap beton yang sangat kuat dan sifat FRP yang getas membuat kolom mengalami keruntuhan secara tiba-tiba. Keruntuhan kolom dimulai

79 Universitas Kristen Maranatha saat selimut FRP mulai putus dan setelah itu selimut beton akan mulai terkelupas.

4. Tulangan pengekang jenis spiral/helix mempunyai kekuatan yang lebih besar dari tulangan pengekang lingkaran. Kolom dengan tulangan pengekang spiral mengalami peningkatan kapasitas sebesar 18,62% dari kolom dengan tulangan pengekang lingkaran.

5. Daktilitas kolom dengan tulangan pengekang spiral lebih baik daripada kolom dengan tulangan pengekang lingkaran yang diberi perkuatan FRP. Hal ini dikarenakan tulangan pengekang spiral bersifat daktil dan FRP bersifat getas.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian Tugas Akhir yang telah dilakukan, maka dapat diberikan saran sebagai berikut:

1. Menambah jumlah benda uji yang digunakan dalam penelitian untuk tugas akhir dengan variasi yang sama, agar data hasil pengujian lebih akurat dan teliti.

2. Memasang strain gauge lebih dari satu untuk setiap tulangan kolom, untuk mendapatkan data yang lebih teliti dan menghindari tidak terbacanya data dari strain gauge.

3. Mengambil mutu beton yang sangat rendah untuk desain kolom lingkaran yang diberi perkuatan FRP, agar perkiraan kekuatan kolom masih dalam kapasitas alat tekan UTM.

4. Melakukan penelitian lebih lanjut mengenai kolom lingkaran dengan perkuatan FRP agar mendapat hasil yang maksimal dan lebih ekonomis.

80 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. ACI 211.1 - 89, “Standard Practice for Selecting Proportions for Normal,

Heavyweight, and Mass Concrete”.

2. ACI 440.2R-02, “Guide for the Design and Construction of Externally

Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures”, ACI

Committee 440.

3. ASTM C.136 – 03, “Standard Specification for Concrete Aggregates”.

4. ASTM C.29, “Bulk Density (Unit Weight) and Voids in Aggregates”.

5. ASTM C.33-03, “Practices for Making and Curing Concrete Test

Specimens in the Fields”.

6. Dipohusodo, Istimawan. 1999. “Struktur Beton Bertulang”. Jakarta: PT.Gramedia Pustaka Utama.

7. Hasan Basri, Taufik. 2014. “Studi Eksperimental Penggunaan FRP (Fiber

Reinforced Polymer) Terhadap Perkuatan Kolom Beton Bertulang”.

Tugas Akhir S-1, FTSP, UKM Bandung: tidak diterbitkan.

8. James G.M, James K.Wight. 2005. “Reinforced Concrete Mechanics and

Design (fourth Edition). New Jersey: Pearson Education. Inc.

9. Mc. Cormac, J. 2004. “Desain Beton Bertulang”. Jakarta.

10.Mulyono, Tri. 2004. “Teknologi Beton”. Yogyakarta: Penerbit ANDI. 11.Mulyono, Tri. 2005. “Teknologi Beton”. Yogyakarta: Penerbit ANDI. 12.Nawy. E.G. 1990. “Reinforced Concrete”, Bandung: PT Eresco.

13.Nugraha, Paul dan Antoni. 2007. “Teknologi Beton”. Yogyakarta: Penerbit ANDI.

14.PBI’71. 1971. “Peraturan Beton Bertulang Indonesia”. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum.

15.SK SNI 03-2847-2002. 2002. “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung”. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum.

16.SNI 03-1968-1990, 1990, “Metode Pengujian Analisa Saringan Agregat

Kasar dan halus”.

17.SNI 03-1969-1990, 1990, “Metoda Pengujian Berat Jenis dan

81 Universitas Kristen Maranatha 18.SNI 03-1970-1990, 1990, “Metoda Pengujian Berat Jenis dan

Penyerapan Air Pada Agregat Halus”.

19.SNI 03-4804-1998, 1998, “Metoda Pengujian Berat Isi Agregat”. 20.SNI 07-2529-1991. 1991. “Metoda Pengujian Kuat Tarik Baja Beton”. 21.SNI 15-2049-1991, 1991, “Metoda Pengujian Berat Jenis Semen

Portland”.

22.www.kampustekniksipil.blogspot.com

23.Yansusan, Ichsan. 2014. “Studi Eksperimental Penggunaan Pen-Binder

Terhadap Perkuatan Kolom Beton Bertulang”. Tugas Akhir S-1, FTSP,

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui peningkatan kapasitas aksial kolom lingkaran yang diperkuat dengan menggunakan FRP (Fiber Reinforced Polymer). 2. Untuk mengetahui proses terjadinya keruntuhan pada kolom lingkaran

yang diperkuat dengan FRP (Fiber Reinforced Polymer).

3. Untuk mengetahui daktilitas dari suatu kolom lingkaran yang diberi perkuatan dengan FRP (Fiber Reinforced Polymer).

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian adalah sebagai berikut:

1. Penelitian dilakukan pada kolom lingkaran dengan mutu beton fc’ = 15 Mpa.

2. 9 kolom silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm, 9 kolom lingkaran/spiral normal yang diberi variasi dengan dimensi diameter 190 mm dan tinggi 480 mm.

3. Perkuatan kolom lingkaran dengan menggunakan CFRP (Carbon FiberReinforced Polymer).

4. Pengujian kolom dilakukan pada saat beton sudah berumur 28 hari. 1.4 Metodologi Penelitian

Metoda penyusunan laporan tugas akhir ini dilakukan dengan tahapan yaitu sebagai berikut:

1. Studi Literature sebagai kajian teoritis yang berhubungan dengan pokok bahasan dalam penelitian.

4 Universitas Kristen Maranatha 1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan adalah sebagai berikut:

BAB I, Pendahuluan yang berisi: latar belakang, tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, metodologi penelitian, sistematika penulisan.

BAB II, Tinjauan Literatur yang berisi: tentang beton, perkuatan kolom lingkaran, perkuatan kolom lingkaran dengan FRP.

BAB III, Metodologi Penelitian yang berisi: diagram alir penelitian, pembuatan benda uji, pengujian benda uji.

BAB IV, Pengumpulan dan analisis data yang berisi: kuat tekan beton, kuat tekan dari kolom lingkaran, pola retak yang terjadi pada kolom lingkaran.

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan analisis data dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Kapasitas aksial rata-rata dari kolom lingkaran dengan perkuatan FRP sebesar 843,74 kN untuk tulangan pengekang lingkaran dan > 835,71 kN untuk tulangan pengekang spiral. Sedangkan kapasitas aksial rata-rata dari kolom lingkaran tanpa perkuatan FRP sebesar 446,719 kN untuk tulangan pengekang lingkaran dan 529,89 kN untuk tulangan pengekang spiral. Dengan adanya perkuatan FRP, kekuatan kolom dengan tulangan pengekang lingkaran mengalami peningkatan 88,87% dari kolom dengan tulangan pengekang lingkaran tanpa FRP. Sedangkan untuk kolom dengan tulangan pengekang spiral yang diberi perkuatan FRP mengalami peningkatan kekuatan sebesar > 57,71% dari kolom dengan tulangan pengekang spiral tanpa FRP.

2. Kuat tekan kolom rata-rata (f’cc) pada kolom lingkaran dengan perkuatan FRP adalah 29,76 MPa untuk kolom dengan tulangan pengekang lingkaran dan > 29,47 MPa untuk kolom dengan tulangan pengekang spiral. Sedangkan pada kolom dengan tulangan pengekang spiral tanpa perkuatan FRP sebesar 18,69 MPa. Hasil kuat tekan rata-rata kolom dengan perkuatan FRP lebih besar dari kuat tekan rencana.

3. Mekanisme keruntuhan yang terjadi pada kolom lingkaran dengan perkuatan FRP hampir tidak terlihat tanda-tanda kolom mencapai keruntuhan. Keruntuhan kolom dengan perkuatan FRP terjadi pada beban

79 Universitas Kristen Maranatha saat selimut FRP mulai putus dan setelah itu selimut beton akan mulai terkelupas.

4. Tulangan pengekang jenis spiral/helix mempunyai kekuatan yang lebih besar dari tulangan pengekang lingkaran. Kolom dengan tulangan pengekang spiral mengalami peningkatan kapasitas sebesar 18,62% dari kolom dengan tulangan pengekang lingkaran.

5. Daktilitas kolom dengan tulangan pengekang spiral lebih baik daripada kolom dengan tulangan pengekang lingkaran yang diberi perkuatan FRP. Hal ini dikarenakan tulangan pengekang spiral bersifat daktil dan FRP bersifat getas.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian Tugas Akhir yang telah dilakukan, maka dapat diberikan saran sebagai berikut:

1. Menambah jumlah benda uji yang digunakan dalam penelitian untuk tugas akhir dengan variasi yang sama, agar data hasil pengujian lebih akurat dan teliti.

2. Memasang strain gauge lebih dari satu untuk setiap tulangan kolom, untuk mendapatkan data yang lebih teliti dan menghindari tidak terbacanya data dari strain gauge.

3. Mengambil mutu beton yang sangat rendah untuk desain kolom lingkaran yang diberi perkuatan FRP, agar perkiraan kekuatan kolom masih dalam kapasitas alat tekan UTM.

4. Melakukan penelitian lebih lanjut mengenai kolom lingkaran dengan perkuatan FRP agar mendapat hasil yang maksimal dan lebih ekonomis.

DAFTAR PUSTAKA

1. ACI 211.1 - 89, “Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete”.

2. ACI 440.2R-02, “Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures”, ACI Committee 440.

3. ASTM C.136 – 03, “Standard Specification for Concrete Aggregates”.

4. ASTM C.29, “Bulk Density (Unit Weight) and Voids in Aggregates”. 5. ASTM C.33-03, “Practices for Making and Curing Concrete Test

Specimens in the Fields”.

6. Dipohusodo, Istimawan. 1999. “Struktur Beton Bertulang”. Jakarta: PT.Gramedia Pustaka Utama.

7. Hasan Basri, Taufik. 2014. “Studi Eksperimental Penggunaan FRP (Fiber Reinforced Polymer) Terhadap Perkuatan Kolom Beton Bertulang”. Tugas Akhir S-1, FTSP, UKM Bandung: tidak diterbitkan.

8. James G.M, James K.Wight. 2005. “Reinforced Concrete Mechanics and Design (fourth Edition). New Jersey: Pearson Education. Inc.

9. Mc. Cormac, J. 2004. “Desain Beton Bertulang”. Jakarta.

10. Mulyono, Tri. 2004. “Teknologi Beton”. Yogyakarta: Penerbit ANDI. 11. Mulyono, Tri. 2005. “Teknologi Beton”. Yogyakarta: Penerbit ANDI. 12. Nawy. E.G. 1990. “Reinforced Concrete”, Bandung: PT Eresco.

13. Nugraha, Paul dan Antoni. 2007. “Teknologi Beton”. Yogyakarta: Penerbit ANDI.

14. PBI’71. 1971. “Peraturan Beton Bertulang Indonesia”. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum.

81 Universitas Kristen Maranatha 18. SNI 03-1970-1990, 1990, “Metoda Pengujian Berat Jenis dan

Penyerapan Air Pada Agregat Halus”.

19. SNI 03-4804-1998, 1998, “Metoda Pengujian Berat Isi Agregat”. 20. SNI 07-2529-1991. 1991. “Metoda Pengujian Kuat Tarik Baja Beton”. 21. SNI 15-2049-1991, 1991, “Metoda Pengujian Berat Jenis Semen

Portland”.

22. www.kampustekniksipil.blogspot.com

23. Yansusan, Ichsan. 2014. “Studi Eksperimental Penggunaan Pen-Binder Terhadap Perkuatan Kolom Beton Bertulang”. Tugas Akhir S-1, FTSP, UKM Bandung: tidak diterbitkan.