BAB I PENDAHULUAN - Perkuatan Lentur pada Balok Beton Bertulang dengan Tambahan Pelat Cold Formed Steel (Eksperimen)

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Masalah Beton merupakan salah satu bahan bangunan yang pada saat ini banyak

  digunakan di Indonesia dalam pembangunan fisik. Karena sifat nya yang unik diperlukan pengetahuan yang cukup luas antara lain mengenai sifat dasar, cara pembuatan, cara evaluasi dan variasi penambahan bahan.

  Pembangunan serta peningkatan elemen-elemen infrastruktur yang menunjang pembangunan Indonesia berkembang dengan pesat. Hal ini terlihat pada suatu bangunan yang mendapat perlakuan dalam hal perkuatan pada struktur beton nya. Keadaan ini sejalan dengan timbulnya beberapa permasalahan yang menyangkut struktur beton tersebut , antara lain :

• Kesalahan dalam perencanaan (misalnya : jumlah tulangan yang tidak mencukupi, kesalahan dalam memasukkan beban rencana, dll).
• Kesalahan dalam pelaksanaan (misalnya : jumlah tulangan yang terpasang tidak sesuai dengan rencana, mutu beton tidak sesuai dengan rencana, dll).
• Peningkatan beban hidup (misalnya : adanya peningkatan beban kendaraan, dll).
• Penurunan daya dukung akibat korosi tulangan (umumnya di daerah laut atau daerah aggressive).
• Perubahan fungsi bangunan (misalnya : perubahan dari rumah tinggal menjadi gudang) atau adanya perubahan dari denah struktur (misalnya : penghilangan kolom, pembuatan lubang pada plat untuk tangga atau lift, dll).

  Ada beberapa metode yang dilakukan dalam menyelesaikan permasalahan tersebut, antara lain dengan memperpendek bentang dari struktur, menambah jumlah tulangan pada balok, memperbesar dimensi dari beton, atau pembongkaran serta penggantian dengan struktur bangunan baru.

  Metode penyelesaian di atas dianggap kurang efisien serta terdapat beberapa kendala yang dijumpai di lapangan, seperti :

• Waktu pelaksanaan yang lama (menunggu proses pengeringan dari material perkuatan hingga mampu memikul beban).
• Perlunya ruang kerja yang cukup luas sehingga harus menghentikan aktifitas yang ada.
• Perlunya alat bantu seperti penyanggah sementara.

  Dengan adanya kemajuan teknologi di bidang konstruksi khususnya teknologi bahan kini telah ditemukan metode baru dalam melakukan perkuatan, dengan ide dasarnya memberikan tulangan pada balok beton bertulang dari bagian luar, dengan menggunakan lembaran “Cold Formed Steel”.

I.2 Studi Literatur

  Menurut A. Gomes dan J. Appleton (1997), salah satu teknik perkuatan yang memadai pada balok beton betulangan kurang (under reinforced) adalah pemberian tulangan eksternal menggunakan pelat baja atau hot rolled section , khususnya profil siku.

  Tulangan baja tambahan disambungkan pada inersia section balok dan direkatkan dengan epoxy resin. Penggunaan baut baja mutu tinggi (angkur baja) khususnya pada daerah penyaluran, dekat ujung pelat bagus juga. Efisiensi perkuatan terutama bergantung pada prilaku sambungan.

  Ketika sambungan hanya dipikul oleh resin, direkomendasikan pelat baja dengan tebal maksimum 5 mm dan lebar maksimum 200 mm. Tebal resin harus diatur antara 1 sampai 3 mm. Tebal resin yang lebih besar membuat kapasitas ikatan lebih rendah.

  Persiapan yang hati-hati terhadap permukaan beton dan baja perlu dilakukan untuk mendapatkan kualitas ikatan yang bagus Penelitian intesif oleh Swarny dkk. (1987) telah membuktikan bahwa metode perkuatan berupa penambahan pelat baja biasa atau bahan komposit lain yang dilakukan di daerah tarik balok yaitu serat bawah efektif meningkatkan kuat lentur dan mengurangi lendutan balok beton bertulang secara signifikan dalam batas-batas tertentu.

  Berdasarkan hasil penelitian Ziraba dkk. (1994) mengusulkan tata cara (guidelines) yang dapat digunakan untuk merencanakan pelat baja sebagai perkuatan lentur eksternal pada balok beton bertulang dengan penampang persegi.

  Hasil di atas dapat dikembangkan dengan menggunakan lembaranCold

  

Formed Steel sebagai alternatif perkuatan yang lebih ringan dan memiliki kekuatan

  yang lebih besar daripada pelat baja konvensional untuk menambah efektivitas lapis perkuatan pada balok beton bertulang.

I.3 Perumusan Masalah

  Jika struktur beton bertulang memikul beban melebihi daya pikulnya, maka struktur beton tersebut akan mengalami ketidakmampuan dalam memikul beban.

  Ketidakmampuan ini berwujud penurunan kapasitas lentur yang akan mengakibatkan struktur beton menjadi hancur (failure). Oleh karena itu perbaikan atau perkuatan dilakukan pada bagian-bagian yang dominan dalam mendukung lentur.

  Pada penelitian ini digunakan lembaranCold Formed Steel sebagai bahan alternatif untuk perkuatan lentur pada balok beton bertulang yang diharapkan dapat mengembalikan prilaku struktur tersebut sebagaimana mestinya.

I.4 Tujuan Penelitian

  Dalam penelitian ini akan ditinjau secara eksperimental kekuatan lentur pada balok beton bertulang yang telah dilakukan perkuatan dengan pelat Cold Formed Steel setelah balok beton tersebut dibebani hingga mencapai kekuatan batas (ultimate) akibat beban terpusat.

  Secara terperinci penelitian ini bertujuan unutuk : 1.

  Menguji dan mengetahui kekuatan balok akibat beban terpusat dua titik.

  2. Mengetahui dan mendapatkan kurva hubungan beban lendutan.

  3. Mengamati pola retak dan mekanisme keruntuhan yang terjadi.

  4. Melakukan perbandingan prilaku balok beton bertulangtanpa dan dengan perkuatan lembaranCold Formed Steel.

  5. Membandingkan hasil yang didapat dari eksperimental dengan rumus-rumus yang ada.

I.5 Pembatasan Masalah

  Berdasarkan identifikasi masalah, maka perlu dilakukan penelitian untuk meninjau kuat lentur balok beton bertulang dengan menggunakan lembaran pelat bajasebagai perkuatan terhadap lentur. Ruang lingkup penelitian ini adalah : 1. Mutu beton yang dipakai adalah K-225(f’c=22.5 MPa) pada umur 28 hari.

  2. Pengujian dengan membuat benda uji pada balok beton bertulang berukuran (20x30x320)cm .

  3. Penggunaan satu jenis mutu tulangan baja dengan diameter yaitu 2 ф10 untuk tulangan tarik dan 2

  ф10 untuk tulangan tekan.

  4. Pengujian yang dilakukan pada benda uji balok hanya pengujian lentur, untuk mengetahui prilaku benda uji balok dan kapasitas lenturnya.

  5. Jenis bahan perbaikan yang digunakan adalah lembaran pelat Cold Formed Steel dengan tebal 0.75 mm dan panjang 120 cm dan epoxy adhesive resin dari PT. Sika Indonesia

  6. Standar pengujian dan pengolahan data dilakukan berdasarkan ASTM standard dan SKSNI (mix design).

  7. Analisa perhitungan dilakukan berdasarkan SNI 03-2847-2002.

I.6 Metodologi Penelitian

  Adapun metodologi dan tahapan pelaksanaan yang digunakan dalam eksperimen tugas akhir ini adalah :

  1. Pengujian kuat tekan beton 2.

  Pendesainan balok beton bertulang dengan metode ultimate sebanyak 3 buah di mana dua berupa balok beton bertulangdengan perkuatan lembaran Cold Formed

  

Steel dan yang ketiga tak diberi perkuatanyang bertindak sebagai balok kontrol.

  3. Pembuatan 3 buah benda uji balok beton bertulang dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Program Strata Satu ( S 1 ) Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

  4. Pemberian beban dengan Hydraulic Jack setelah benda uji berumur 28 hari akan dilakukan di Laboratorium Struktur Program Magister (S 2) Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Pengujian dilakukan dengan cara meletakkan balok beton bertulang di atas 2 tumpuan, sendi dan rol. Kemudian diberi Beban statik dengan menggunakan Hydraulic Jack dengan kondisi dimana beton sudah mencapai umur 28 hari sampai benda uji runtuh. Beban P diberikan secara bertahap dan pada tiap tahap pembebanan dicatat lendutan yang terjadi pada titik- titik dimana dial gauge terpasang. Retak yang terjadi diberi tanda dan dicatat.

  Kemudian akan dilihat fenomena apa yang akan terjadi pada balok beton bertulang yang diperkuat ini. Penelitian akan diamati dari keadaan elastis sampai plastis. Sampai di dapat beban maksimum yang mampu dipikul balok tersebut

  ½ P ½ P

Gambar 1.1 Pemberian beban pada benda uji balok

1.7. Sistematika Penulisan

  Sistematika Pembahasan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang dibahas pada Tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

  BAB I. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan penelitian, metodologi, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan dari tugas akhir ini

  BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi uraian tentang dasar-dasar mengenai bahan perbaikan struktur, analisa penampang balok, prilaku balok, jenis retak dan ragam keruntuhan balok.

  BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi uraian tentang mekanisme pelaksanaan penelitian yaitu mulai tahap persiapan, pembuatan benda uji, pengujian benda uji dan sampai pada tahap pengambilan data.

  BAB IV. ANALISA DAN HASIL PEMBAHASAN Bab ini berisi analisa dan hasil pengujian benda uji dalam penelitian, meliputi, pengujian balok dengan perkuatan pelat baja cold formed serta perbandingan antara perhitungan teoritis dengan penelitian yang dilakukan.

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisikan kesimpulan – kesimpulan yang didapat dari seluruh proses kegiatan tugas akhir ini serta saran – saran untuk pengembangan penelitian serta saran – saran yang membangun agar dapat diperoleh penulisan skripsi yang lebih baik lagi dikemudian hari.