Universitas Muhammadiyah Aceh

JURNAL TEKNIK SIPIL Universitas Muhammadiyah Aceh

Pola Kehancuran Kolom Beton Bertulang 66 Yang Dibebani Tekan Aksial Murni

Dengan Variasi Jarak Sengkang

Misdar1), Taufiq Saidi2), Rudiansyah Putra3)

POLA KEHANCURAN KOLOM BETON BERTULANG

YANG DIBEBANI TEKAN AKSIAL MURNI DENGAN

VARIASI JARAK SENGKANG


1)Dinas Bina Marga dan Cipta Karya Aceh, Jl. Jend. Sudirman No. 1

Banda Aceh 23000, email: [email protected] 2,3)Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, Jl. Syech A. Rauf No. 7 Darussalam,

Banda Aceh 23111, email: [email protected], [email protected]

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pola kehancuran dan kapasitas aksial murni

akibat dari variasi jarak tulangan sengkang pada kolom beton bertulang bertumpuan jepit.

Benda uji kolom beton bertulang persegi ukuran 12x12 cm2, tinggi 60 cm, terhubung

dengan balok 20 x 30 x 60 cm3. Jumlah benda uji 3 buah dengan variasi jarak sengkang 100

mm, 150 mm dan 200 mm. Tulangan utama menggunakan besi ulir 8D8 mm dan tulangan

sengkang menggunakan besi polos 6mm, mutu beton rencana 25 MPa. Beban aksial

diberikan dalam arah vertikal hingga beban puncak sampai benda uji kolom hancur.

Pemberian beban, regangan beton, regangan tulangan utama dan sengkang, serta defleksi

vertikal dicatat dengan Portable Data Logger, dan pola retak diamati secara visual, Hasil

penelitian menunjukkan bahwa Seluruh benda uji mengalami kehancuran tekan karena

regangan beton sudah mencapai nilai maksimum sebelum luluhnya tulangan. Kapasitas

aksial akan semakin menurun bila jarak sengkang dipasang terlalu rapat ataupun terlalu

renggang. Kapasitas aksial yang diperoleh pada saat beban maksimum untuk benda uji

kolom S0 sebesar 388,6 kN, benda uji kolom S1 sebesar 407,9 kN, dan benda uji kolom S2

sebesar 373,8 kN

Kata Kunci: kapasitas aksial, jarak tulangan sengkang, kolom beton bertulang

1. PENDAHULUAN

Kolom merupakan komponen struktur utama yang berfungsi menyangga beban-beban

struktur lainnya berupa beban aksial atau vertikal di atasnya. Sebagai komponen struktur

dengan peran dan fungsi tersebut kolom menempati posisi yang sangat penting dalam

bangunan. Kegagalan kolom akan berpengaruh langsung pada komponen struktur lain yang

berhubungan dengannya. Perencanaan struktur kolom harus dilakukan secara cermat agar

dapat memberikan cadangan kekuatan lebih tinggi untuk komponen struktur lainnya, oleh

karena itu prinsip kolom kuat dan balok lemah (strong column and weak beam) sangat perlu

untuk diterapkan, sehingga jika terjadi kerusakan pada suatu bangunan diharapkan kolom

masih dapat menyangga komponen struktur lainnya.

Kolom sebagai elemen struktur yang dominan menerima beban tekan aksial dan

berdeformasi ke arah lateral, maka kolom sangat menentukan kekuatan dari suatu konstruksi

bangunan, Secara umum perilaku kehancuran kolom yang terjadi akibat beban aksial dan

beban lateral pada kondisi beban maksimum diawali dengan terkelupasnya selimut beton

(spalling) pada bagian tertekan. Jika beban baik aksial maupun lateral terus bertambah dan

tulangan sengkang tidak cukup untuk mengekang inti beton serta memperta-hankan tulangan

memanjang terhadap terjadinya tekuk lokal (local buckling) maka kehancuran kolom segera

terjadi. Untuk mencegah hal tersebut maka perlu direncanakan kolom yang lebih kuat dalam

menahan tekan aksial dengan mempertimbangkan efek kekangan. Salah satu cara yang dapat

JURNAL TEKNIK SIPIL

Universitas Muhammadiyah Aceh




dilakukan adalah dengan menambahkan sengkang pada kolom dengan harapan dapat

meningkatkan efek kekangan yang sanggup dipikul oleh kolom sehingga dapat mengurangi

resiko kehancuran kolom.

Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah 3 (tiga) buah benda uji kolom

beton bertulang masing-masing berpenampang persegi 12 x 12 cm2 dengan tinggi 60 cm

menggunakan tulangan longitudinal 8D8 mm dengan mutu baja sebesar 286,5 MPa dan

tulangan sengkang Ø5,8 mm dengan mutu baja sebesar 241,5 MPa. Kolom ditumpu secara

jepit pada balok beton bertulang berpenampang persegi 20 x 30 cm2 dengan panjang 60 cm

menggunakan tulangan longitudinal 8D8 mm dan tulangan lateral Ø5,8 mm. pemilihan

ukuran benda uji ini adalah menyesuaikan dengan kemampuan load cell yang tersedia di

laboratorium.

Pada saat pengecoran benda uji kolom, sebagai pengontrol mutu beton dibuat benda uji

kontrol berbentuk silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm sebanyak 2 (dua) buah

dan kubus dengan ukuran 15 x 15 x 15 cm3 sebanyak 2 (dua) buah untuk masing-masing

benda uji kolom. Pengujian benda uji kolom dilakukan setelah umur beton mencapai 28 hari,

benda uji kolom yang akan diuji dipasang secara kaku pada rangka baja (frame) yang

tersedia di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil Universitas

Syiah Kuala. Pada benda uji kolom dipasang alat ukur Linear Variable Displacement

Tranducer (LVDT) yang berfungsi untuk mengukur perpindahan benda uji kolom dan juga

alat ukur strain gauge pada tulangan longitudinal atau tulangan utama, tulangan sengkang

dan sengkang ekstra serta pada permukaan beton yang berfungsi untuk mengukur regangan

yang terjadi. Semua alat ukur tersebut dihubungkan dan dimonitor melalui Portable Data

Logger TDS 302.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pola Kehancuran Kolom Beton Bertulang

Berdasarkan besarnya regangan pada penampang kolom, kondisi awal keruntuhan dapat

dibagi menjadi :

1. Keruntuhan tarik, yang diawali dengan lelehnya tulangan yang tertarik sebelum beton

mencapai regangan maksimum.

2. Keruntuhan tekan, yang diawali dengan hancurnya beton yang tertekan atau regangan

beton mencapai maksimum sebelum luluhnya tulangan tarik,

3. Keruntuhan pada kondisi balanced, terjadi apabila keruntuhan diawali dengan lelehnya

tulangan yang tertarik sekaligus juga hancurnya beton yang tertekan atau regangan

beton dan baja mencapai maksimum pada waktu bersamaan

Apabila Pn adalah beban aksial dan Pnb adalah beban aksial pada kondisi balanced,

maka:

Pn < Pnb Keruntuhan tarik

Pn = Pnb Keruntuhan balanced

Pn > Pnb Keruntuhan tekan.

2.2 Beban Aksial pada Kolom

Beban aksial luar yang bekerja pada kolom didefinisikan sebagai gaya tekan sentris

yang bekerja secara aksial pada kolom. Nawy (2003) menyatakan bahwa kapasitas beban

sentris maksimum pada kolom diperoleh dengan menambahkan kontribusi beton, yaitu (Ag –

JURNAL TEKNIK SIPIL





Ast) 0,85 f ’c dan kontribusi baja, Ast.fy. Sehingga kapasitas beban sentris maksimum adalah

Po yang dinyatakan dengan persamaan:

Po = 0,85 f’c (Ag – Ast) + (Ast . fy) .....................................................................(1)

Dimana:

Po = Beban tekan aktual pada kolom (N);

Ag = Luas penampang beton (mm2);

f ’c = Kuat tekan beton (N/mm2);

Ast = Luas tampang tulangan utama (mm2);

fy = Kuat leleh baja tulangan (N/mm2).

McCormac (2001) menjelaskan bahwa semua kolom pada dasarnya menerima beban

lentur dan gaya aksial sehingga dimensinya harus direncanakan untuk menahan keduanya.

Kolom akan melentur akibat momen, dan momen tersebut akan cenderung menimbulkan

tekanan pada satu sisi kolom dan tarikan pada sisi lainnya. Keruntuhan kolom dianggap

terjadi jika regangan beton tekan mencapai 0,003 atau jika tegangan tarik baja mencapai titik

luluh (fy).

Penelitian tentang perilaku kolom terhadap beban lateral siklik dan aksial dimana

sistem pembebanan dibuat seolah kolom adalah bagian dari portal menunjukkan bahwa

kolom berukuran penuh maupun model memiliki perilaku kegagalan yang sama. Kegagalan

kolom disebabkan oleh desintegrasi inti beton akibat lemahnya pengekangan beton dan

luluhnya tulangan transversal (Abdullah dan Katsuki, 2001).

Mander, dkk (1988a : 1810) menyebutkan bahwa untuk menentukan rasio tulangan

sengkang (ρs) berdasarkan rasio perbandingan dari volume kekangan tulangan sengkang

terhadap volume kekangan inti beton. Sehingga persamaan rasio tulangan sengkang tersebut

adalah:

ρs = shb

lAsv

..

.

....................................................................……............................. (2)

Dimana:

s = Rasio tulangan sengkang;

sAv = Luas tulangan sengkang (mm2);

l = Panjang tulangan sengkang (mm);

b = Lebar sisi kolom beton terkekang (mm);

h = Tinggi sisi kolom beton terkekang (mm); dan

s = Jarak tulangan sengkang (mm).

Mander, dkk juga menjelaskan bahwa koefisien kekangan efektif akan diperoleh melalui

perbandingan antara luas efektif beton terkekang dan luas beton di dalam garis pusat dari

tulangan sengkang, seperti diperlihatkan oleh persamaan (3) berikut:

cc

e

eA

Ak ............................................................................ ....................................(3)

Dimana:

ek = Koefisien kekangan efektif;

eA = Luas efektif beton terkekang (mm2);

JURNAL TEKNIK SIPIL





bc=9,4 cm

bc

wi = 3,2 cm

Ø6-100

D8

8D8 SS'

bc

bc-(s'/2)

ccA = Luas beton di dalam garis pusat tulangan sengkang (mm2);

Gambar 1. Luas Efektif Beton Terkekang

Mander juga melaporkan bahwa luas efektif beton terkekang diperoleh dengan

pengurangan luas parabola yang berisi kekangan beton tidakefektif, luas efektif untuk satu

parabola adalah (wi2/6), dengan demikian luas rencana total inti beton terkekang yang tidak

efektif ketika ada tulangan longitudinal adalah:

n

i

wi

1

2

i6

A

…………..………….................................................................(4)

Dimana:

Ai = Koefisien kekangan tidak efektif;

wi = Jarak antara tulangan longitudinal (mm).

Dalam hubungan pengaruh dari luas yang tidak efektif di dalam elevasi jarak

sengkang, luas inti beton terkekang diantara elevasi jarak sengkang diberikan melaluai

persamaan berikut:

Ae =

cc

n

i

ccd

s

b

swidb

2

'1

2

'1

61

2

.. ........................................ ...........(5)

Dimana :

bc,dc = Dimensi inti beton dari as-as tulangan sengkang (mm);

wi = Jarak antara tulangan longitudinal (mm);

s’ = Jarak antara tulangan sengkang dari sisi terluar (mm).

Dengan mensubtitusikan persamaan (2.4) dan (2.5) ke persamaan (2.3) maka akan

diperoleh persamaan (2.6) berikut:

cc

n

i cc

e

bc

s

bc

s

db

wi

k

1

2

'1

2

'1

61

1

2

................................................. ........ (6)

Dimana:

JURNAL TEKNIK SIPIL





bc,dc = Dimensi inti beton dari pusat ke pusat tulangan sengkang (mm);

wi = Jarak antara tulangan longitudinal (mm);

s’ = Jarak antara tulangan sengkang dari sisi terluar (mm);

ρcc = Rasio luas tulangan longitudinal terhadap daerah inti beton.

Adalah mungkin untuk batang tulangan mempunyai perbedaan jumlah kekangan efektif

dalam arah x maupun y seperti diberikan oleh persamaan berikut.

flx = ke. ρx. fyh .................................................................................................. ..........( 7)

dan

fly = ke ρx fyh .................................................................................................... ..........( 8)

dimana :

fly, flx = Kekangan lateral beton dalam arah y dan x;

ρx, ρx = Rasio tulangan sengkang dalam arah x dan y;

ke = Koefisien kekangan inti beton;

fyh = Tegangan leleh tulangan sengkang (MPa).

Menurut Mander, dkk (1988, 1812) kuat tekan beton terkekang diperoleh dengan

menggunakan variable yang telah didapatkan berdasarkan persamaan:

f ’cc=

coco

cof

fls

f

flf

''

94,71254,2254,1' ...........................................................( 9)

Dimana:

f’cc = kuat beton terkekang (N/mm2);

f’co = kuat beton tidak terkekang (N/mm2);

fl = kekangan lateral beton (N/mm2).

Maekawa dan Qureshi (1997 : 161) menyebutkan bahwa keretakan beton dipengaruhi

oleh area yang mengelilingi tulangan, luasan daerah yang mengelilingi tulangan

didefinisikan sebagai area yang terganggu oleh tulangan dan dinotasikan dengan Adet, daerah

yang terganggu tersebut dianggap sebagai fungsi dari tegangan beton dan tegangan geser

rata-rata tulangan yang dinyatakan sebagai indeks kerusakan.

2.4 Pengaruh Tulangan Sengkang pada Kolom

Kemampuan kolom beton murni dalam mendukung beban sangatlah kecil, namun

kapasitas dukungan terhadap beban dapat meningkat jika ditambahkan tulangan longitudinal.

Peningkatan yang lebih besar lagi akan diperoleh dengan memberikan kekangan pada

tulangan longitudinal. Ketika kolom diberi beban tekan, kolom tidak hanya memendek

dalam arah memanjang namun juga melebar dalam arah lateral (menekuk). Kapasitas kolom

semacam ini dapat meningkat tinggi dengan kekangan lateral dalam bentuk sengkang

persegi dengan jarak yang berdekatan atau spiral yang membungkus tulangan longitudinal.

(McCormac, 2001 : 277).

Tulangan sengkang melintang sangat diperlukan untuk mencegah lepasnya selimut

beton yang akan menyebabkan menekuknya tulangan utama. Tulangan sengkang sebagai

tulangan lateral terdistribusi secara merata disepanjang kolom dengan jarak tertentu. Jika

JURNAL TEKNIK SIPIL





jarak antara tulangan utama atau tulangan induk lebih dari 6” maka harus digunakan

tulangan sengkang untuk mengikat tulangan utama tersebut. (Nawy, 2003).

Pauley dan Priestley (1992 : 101) juga menyebutkan bahwa pengaruh kekangan adalah

untuk meningkatkan kekuatan tekan dan regangan ultimit pada beton.

III. METODE PENELITIAN

3.1 Benda Uji Kolom

Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah 3 buah kolom beton bertulang

penampang persegi 12 x 12 cm2 dan tinggi 60 cm. Kolom pertama menggunakan sengkang

dengan jarak 10 cm, sedangkan kolom selanjutnya menggunakan sengkang dengan jarak 15

cm, dan 20 cm seperti diperlihatkan pada Gambar 2 berikut.

Gambar 2. Bentuk Penampang Benda Uji

12

12

12

12

12

12

8 D 8 8 D 8 8 D 8

Ø 6 - 10 Ø 6 - 15 Ø 6 - 20

TULANGAN UTAMA

TULANGAN SENGKANG

TABEL PENULANGAN

JURNAL TEKNIK SIPIL





Pembuatan, perawatan dan pengetesan benda uji dilakukan di Laboratorium Konstruksi

dan Bahan Bangunan Fakultas Teknik Unsyiah.

Beton yang akan digunakan dalam benda uji ini adalah beton normal dengan ukuran

diameter aggregate maksimum 19,1 mm dan dicampur dengan molen di Laboratorium

Konstruksi dan Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Unsyiah, dengan FAS

rencana 0,61 untuk menghasilkan mutu beton f’c = 25 MPa.

Benda uji yang akan dibuat berupa kolom beton bertulang berukuran 12 x 12 cm2

dengan tinggi 60 cm. Tulangan utama 8D8 mm (ρ = 2,078%) dengan kuat tarik leleh, fy

286,5 MPa. Tulangan sengkang menggunakan baja ϕ6 mm dengan kuat tarik leleh, fy 241,5

MPa. Satu ujung kolom dihubungkan dengan balok beton bertulang ukuran 20 x 30 cm2

yang panjangnya 60 cm dan diikat dengan frame baja pada bagian tumpuan. Untuk lebih

jelas bentuk detail benda uji kolom dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini.

3.2 Pembuatan dan Perawatan Benda Uji

Pembuatan dan perawatan benda uji akan dilakukan berdasarkan detail benda uji yang

telah direncanakan (Gambar 2). Agregat maksimum yang akan digunakan berdiameter 19,1

mm yang telah dilakukan pemeriksaan sifat-sifat fisis berupa analisa saringan, berat jenis,

berat volume dan penyerapan air.

Kolom dihubungkan dengan tumpuan balok beton bertulang berpenampang persegi

ukuran 20 x 30 cm2 sepanjang 60 cm. Tumpuan ini akan diikat dengan baut ke rangka baja

yang tersedia di Laboratorium Konstruksi Bahan Bangunan Fakultas Teknik Unsyiah dan

tumpuan lain bebas menahan beban dari load cell. Pemasangan strain gauge dilakukan

sebelum perakitan besi tulangan. Posisi pemasangan strain gauge pada tulangan utama

Gambar 3. Bentuk dan Detail Penulangan Benda Uji dengan Variasi Tulangan Sengkang Ekstra

12

6020

60

24

12

12

3 D 8

3 D 8

2 D 8

Ø 6 - 10

30

20

Strain Guages Baja T. Sengkang

Strain Guages Beton

Strain Guages Baja T. Utama

12

6020

60

24

12

123 D 8

3 D 8

2 D 8

Ø 6 - 15


Strain Guages Beton


12

6020

60

24

12

12

3 D 8

3 D 8

2 D 8

Ø 6 - 20


Strain Guages Beton


6 D 8

JURNAL TEKNIK SIPIL





dipasang pada baja tulangan tarik di pertengahan kolom, strain gauge pada sengkang juga

dipasang pada posisi pertengahan kolom. Benda uji yang telah dirangkai selanjutnya akan

ditempatkan pada bekisting yang telah dipersiapkan untuk selanjutnya dicor.

Setiap pengecoran benda uji kolom turut dibuat benda uji silinder sebanyak dua sampel

untuk kontrol mutu perencanaan. Pengecoran benda uji kolom dilakukan dengan posisi

berdiri ( T ). Setelah 24 jam pengecoran, bekisting dibuka dan dilakukan perawatan dengan

goni basah sampai beton mencapai umur 28 hari.

3.3 Pengetesan Benda Uji

Pengetesan dilakukan saat benda uji berumur 28 hari. Pengujian benda uji kolom ini

akan dilakukan bersamaan dengan benda uji silinder dan kubus. Kuat tekan yang akan

diperhitungkan adalah kuat tekan yang dihasilkan dari pengujian kuat tekan benda uji

silinder dan kubus. Benda uji kolom dipasang secara kaku pada balok rangka baja yang

terhubungkan dengan lantai (strong floor). Pada permukaan bidang kolom diletakkan plat

baja sebagai landasan untuk load cell dalam memberikan beban yang diinginkan. Beban

tekan aksial diberikan oleh dongkrak hidran (hydraulic jack) yang terhubung dengan load

cell. Beban tekan aksial disalurkan oleh load cell melalui plat baja beban sehingga beban

tekan aksial yang diberikan akan tegak lurus terhadap bidang kontak pada permukaan atas

kolom. Gaya aksial yang diberikan dikontrol dengan membaca dial pada dongkrak hidran.

Pembebanan dilakukan secara kontinu sampai benda uji mengalami kehancuran. Pada

keempat sisi kolom diberikan transducer untuk membaca defleksi dalam arah lateral,

sedangkan arah vertikal transducer dipasang di atas plat baja yang diletakkan di atas

penampang kolom. Rangkaian alat tes dan pemasangan benda uji pada rangka baja (frame)

secara lebih detail disajikan pada Gambar 4. berikut.

Gambar 4. Skema Penempatan Alat dan Setup Benda Uji Untuk Pengujian

T ra n s d u c e r 10 c m

p ad a 4 s is i

B a lok F ra m e

B a ja B aw a h

S tr o n g F loo r

H id ra u l ic J a c k

P la t B a ja

p e la p is

B en da

U ji

K o lo m F ra m e

B a ja

L o a d C e ll

B eb an T e k an

P la t B a ja

B a lok F ra m eB a ja A tas

JURNAL TEKNIK SIPIL





Regangan yang terjadi pada tulangan utama dan tulangan sengkang serta regangan pada

beton dibaca oleh Portable Data Logger TDS 302 yang telah dihubungkan pada strain

gauge. Pembebanan dihentikan pada saat beban aksial tidak lagi meningkat akibat benda uji

tidak lagi mampu menerima beban aksial sehingga benda uji mengalami retak dan hancur.

Pola perkembangan retakan dimonitor pada setiap saat dengan membuat gambar retak yang

terjadi pada kolom sesuai dengan besar beban yang diberikan.

IV. HASIL PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja dan Kuat Tekan Beton

Hasil dari pengujian kuat tarik baja tulangan dan kuat tekan beton diperlihatkan pada

tabel berikut.

Tabel 1. Hasil pengujian kuat tarik baja

No Benda Uji Tegangan Luluh Baja

(fy) MPa

Modulus Elastisitas (Es)

MPa

Regangan Luluh

(gy)

1

2

Tulangan Utama

Tulangan Sengkang

286,48

241,48

179050

219527

0,0016

0.0011

Tabel 2. Hasil pengujian kuat tekan beton

No Benda Uji Kuat Tekan (Mpa)

1.

2.

3.

Silinder untuk benda uji S0



23,90

29,27

23,76

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pola Retak Kolom

Pengamatan terhadap pola retak kolom dimonitoring dengan strain gauges beton yang

dipasang pada elevasi ± 300 mm pada setiap sisi kolom yang bertujuan untuk membaca

regangan beton. Untuk memudahkan pengamatan, regangan beton ditinjau saat beban aksial

masing-masing benda uji mencapai state A (100 kN), state B (200 kN) state C (300 kN) dan

state D adalah beban maksimum. Hasil pengamatan diperlihatkan pada Gambar 5 di bawah

ini.

Gambar 5. Grafik Regangan Beton Pada Saat Beban Aksial A, B, C dan D

0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

S0 S1 S2 S0 S1 S2 S0 S1 S2 S0 S1 S2

Sisi Depan Sisi Belakang Sisi Kiri Sisi Kanan

Re

ga

ng

an

Hubungan Regangan Beton Terhadap Beban Aksial

A

B

C

D

JURNAL TEKNIK SIPIL





Berdasarkan Gambar 5 di atas dan pengamatan visual terhadap kondisi beton saat diberi

beban aksial menujukkan pola retak yang sama. Keretakan dimulai dengan retak halus pada

elevasi ± 510 mm dari tumpuan jepit kolom. Retakan halus yang berupa retak tunggal terus

berkembang dan bergerak menjalar menuju sisi pertengahan kolom searah dengan beban

aksial yang diberikan.

Dalam Gambar 5 juga menujukkan bahwa regangan beton yang terjadi pada setiap sisi

kolom mempunyai nilai yang hampir sama dan telah mencapai regangan beton maksimum

pada saat mencapai beban aksial maksimum, pada sisi kanan benda uji S0 memperlihatkan

regangan yang sangat besar. Regangan ini dengan kata lain bermakna sebagai bentuk

keretakan yang terjadi pada kolom tersebut.

Benda uji S0 seperti yang terlihat pada gambar 4.3 (7) memiliki beban aksial ultimit

yang sanggup dipikul sebesar 388,6 kN. Retak awal yang terbentuk terjadi pada saat beban

aksial yang diberikan mencapai 294,9 kN. Retak ini terjadi pada sisi depan kolom bagian

atas yang diawali dengan retakan halus dan terus menjalar menuju pertengahan kolom yaitu

pada ketinggian ± 420 mm dari tumpuan jepit kolom. Selain itu ketika beban yang diberikan

mencapai 324,3 kN dan 353,5 kN berturut-turut untuk sisi depan dan belakang kolom ,

terbentuk sebuah retakan baru yang dimulai dari sisi penampang kolom yang juga terus

menjalar hingga sisi pertengahan kolom. Sedangkan pada sisi kiri kolom retakan awal

terbentuk pada saat beban maksimum 388,6 kN yang proses penjalaran retakannya terjadi

seiring dengan melemahnya daya dukung kolom terhadap beban yang diberikan. Namun

berbeda halnya dengan yang terjadi pada sisi kanan kolom, dimana setelah terjadinya beban

maksimum, retakan yang terbentuk begitu besar sehingga menyebabkan selimut beton

terlepas di kedua sisi kolom dan membentuk bongkahan yang cukup besar.

Hal yang senada juga terjadi pada kolom S1 dimana kapasitas daya dukung aksial turun

secara cepat segera setelah luluhnya tulangan sengkang. Beban ultimit yang sanggup dipikul

oleh benda uji S1 adalah sebesar 400,2 kN. Retakan awal yang terbentuk pada benda uji S1

terjadi pada sisi belakang kolom pada saat beban aksial yang diberikan mencapai 393,4 kN

pada ketinggian ± 520 mm di atas tumpuan jepit kolom. Retak vertikal berkembang pada

Gambar 4.3 (7). Visualisasi Kekangan Beton dan Area yang Terganggu Tulangan

JURNAL TEKNIK SIPIL





sekeliling kolom, dan kerusakan terparah terjadi pada sisi belakang yang ditandai dengan

berjatuhannya bongkahan beton.

Demikian juga yang terjadi pada Kolom S2, kegagalan terjadi dengan cepat setelah retak

awal dengan beban sebesar 235,1 kN. Seiring bertambahnya beban keretakan terus menjalar

menuju pertengahan kolom. Pada saat kolom telah mencapai beban ultimit yaitu sebesar

373,5 kN daya dukung kolom terus menurun dan keretakan yang terjadi semakin melebar.

Hasil pengujian dari ketiga kolom juga menunjukkan bahwa benda uji mengalami pola

keruntuhan yang sama, hal ini diperlihatkan dari pola retak pada seluruh benda uji kolom

yang searah dengan pembebanan tekan aksial ataupun sejajar tulangan longitudinal. Nilai

regangan pada Gambar 5 dapat dilihat pada Tabel 3 berikut:

Tabel 3. Nilai Regangan Yang Terjadi Pada Setiap Sisi Kolom Beton

State Beban Sisi Depan Sisi Belakang

S0 S1 S2 S0 S1 S2

A = 100 kN

B = 200 kN

C = 300 kN

D = Beban Max

0,00057

0,00118

0,00186

0,00308

0,00062

0,00124

0,00187

0,00336

0,00057

0,00118

0,00200

0,00340

0,00047

0,00113

0,00209

0,00327

0,00078

0,00157

0,00247

0,00369

0,00071

0,00149

0,00282

0,00370

State Beban Sisi Kiri Sisi Kanan

S0 S1 S2 S0 S1 S2

A = 100 kN

B = 200 kN

C = 300 kN

D = Beban Max

0,00061

0,00127

0,00241

0,00411

0,00068

0,00137

0,00225

0,00362

0,00018

0,00069

0,00167

0,00310

0,00173

0,00446

0,00518

0,00681

0,00057

0,00121

0,00189

0,00337

0,00084

0,00157

0,00120

0,00245

Berdasarkan fakta yang terjadi, ketiga benda uji kolom mengalami keruntuhan tekan

yang ditandai dengan penjalaran retak yang terjadi searah dengan pembebanan yang

dilakukan atau sejajar dengan tulangan longitudinal memperlihatkan bahwa kolom bagian

atas mengalami kerusakan yang lebih berat, pada kolom bagian atas ini jarak sengkang

dipasang lebih rapat karena asumsi awal dalam penelitian ini untuk memperkuat sisi atasnya

sehingga kegagalan kolom yang diharapkan akan dimulai pada bagian tengah. Akan tetapi

kenyataan yang terjadi ketika pengujian adalah keretakan awal pertama sekali muncul pada

bagian atas kolom, hal ini dikarenakan tulangan sengkang yang rapat mempengaruhi kinerja

dari beton, sehingga semakin rapat sengkang maka luas area kehancuran yang mengelilingi

tulangan tersebut akan semakin berdekatan sehingga memperlemah kinerja beton.

Perkembangan pola retak yang terjadi pada kolom juga dipengaruhi oleh luasan area

beton yang terganggu yang mengelilingi tulangan, semakin rapat jarak antar tulangan

sengkang maka akan semakin besar daerah yang bakal mengalami kehancuran. Dengan

persamaan yang dibuat oleh Maekawa dan Qureshy (1997 : 161) diperoleh nilai Adet dan

indek kehancuran yang dapat dilihat pada Tabel 4.

Pada tabel 4 memperlihatkan bahwa nilai Adet terkecil ada pada kolom S1 dengan jarak

sengkang 15 cm yang kemudian disusul oleh benda uji S0 dan S2. Nilai Adet ini mempunyai

peranan yang besar terhadap kapasitas Aksial yang sanggup didukung oleh kolom, semakin

kecil nilainya berarti area yang dipengaruhi oleh tulangan juga semakin mengecil sehingga

kombinasi antara tulangan dan beton dalam menahan beban akan semakin bagus. Dari hasil

pengujian terhadap ketiga benda uji, kolom S1 mempunyai kapasitas aksial yang besar

dibandingkan dengan benda uji S0 dan S2.

JURNAL TEKNIK SIPIL





Tabel 4. Nilai Indek kehancuran dan luas area kehancuran

Benda Uji S0 S1 S2

Index Kehancuran (DI’)

Luas Area Kehancuran Adet, cm2

2,509

1,78

2,342

1,55

2,513

1,79

Hubungan antara kekangan inti beton f’cc dengan jarak sengkang juga sangat

mempengaruhi pola retak yang terjadi. Kolom dengan nilai kekangan yang besar sangat

membantu dalam menahan beban aksial yang dipikulnya. Nilai kapasitas aksial maksimum

dan kekangan beton dapat dilihat pada Tabel 5 berikut :

Tabel 5. Kapasitas aksial maksimum dan kekangan beton

(S0) (S1) (S2) (S0) (S1) (S2)

D e p a n K i r i

(S0) (S1) (S2) (S0) (S1) (S2)

B e l a k a n g K a n a n

Gambar 4.2(6) Pola Retak Benda Uji Kolom Beton Bertulang

JURNAL TEKNIK SIPIL





Kolom P0 (kN) f’cc (kg/cm2)

S0

S1

S2

388,574

400,150

573,467

292,510

328,934

264,596

4.2.2 Kapasitas Aksial Ultimit

Kapasitas aksial ultimit yang dimaksud adalah beban paling besar yang sanggup dipikul

oleh benda uji kolom sebelum mengalami kegagalan dan beban tersebut turun kembali.

Benda uji kolom dengan menggunakan jarak spasi sengkang 10 cm (S0) diperoleh beban

aksial sebesar 388,9 kN. Benda uji kolom dengan jarak spasi sengkang 15 cm (S1) gaya

aksial yang terjadi sebesar 400,1 kN. Sedangkan benda uji kolom dengan jarak spasi

sengkang 20 cm (S2) gaya aksial yang terjadi yaitu sebesar 373,8 kN.

Kapasitas aksial yang paling besar terjadi pada benda uji kolom S1 yaitu sebesar 400,1

kN, sedangkan kapasitas aksial terkecil terjadi pada banda uji kolom S2 yaitu sebesar 373,8

kN. Hal ini terjadi karena jarak spasi tulangan sengkang mempengaruhi kekangan inti kolom

beton serta mempengaruhi beton yang menyelimuti sengkang sebagaimana yang telah di

uraikan pada sub bab 4.2.1 tentang pola retak beton, kolom dengan jarak sengkang yang

rapat menyebabkan material beton tidak dapat mengikat dengan baik karena terhalang oleh

sengkang sementara kolom dengan jarak sengkang yang terlalu renggang akan menyebabkan

tulangan longitudinal lebih mudah tertekuk (local buckling) dan melemahkan daya kekang

inti beton sehingga kapasitas aksial menjadi lebih kecil.

4.2.3 Perbandingan Antara Kapasitas Tekan Aksial Kolom Teoritis dan Eksperimen

Berdasarkan perhitungan secara teoritis dan pengujian di laboratorium, diperoleh

beberapa nilai yang akan dibandingkan hasilnya seperti terlihat pada Tabel 4,6 berikut,

Tabel 6. Perbandingan Hasil Pengujian dan Teori

Kolom Po (kN) f'c (MPa) f'cc (MPa)

Teoritis Eksperimen Teori Eksperimen Teori Eksperimen

S0 384,698 388,574 25 23,90 30,339 29,251

S1 384,698 400,150 25 29,27 28,576 32,893

S2 384,698 373,467 25 23,76 27,689 26,460

Tabel 6 di atas memberikan hasil perbandingan antara perhitungan teori dan hasil

pengujian. Hasil pengujian menunjukkan nilai yang tidak jauh berbeda dengan perhitungan

teoritis, hal ini dipengaruhi oleh faktor pekerjaan di lapangan seperti proses percampuran

beton, pemadatan, dan perawatan beton.

Hal menarik yang dapat dilihat dari hasi penelitian ini yaitu kolom S1 dengan rasio

sengkang 0,0101 memberikan hasil yang lebih memuaskan dibanding dengan kolom S0

dengan rasio sengkang 0,0155. Sementara pada hitungan teoritis kolom S0 menujukkan efek

kekangan yang lebih besar dibandingkan dengan kolom S1. Hal tersebut menandakan bahwa

rasio sengkang , jarak spasi sengkang dan mutu beton mempunyai kontribusi yang besar

dalam meningkatkan efek kekangan beton yang mempunyai peranan besar dalam

peningkatan kekuatan kolom dan kapasitas beban yang mampu dipikul oleh kolom itu

sendiri.

JURNAL TEKNIK SIPIL





V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian, pengolahan data dan pembahasan yang telah dilakukan

maka dapat diambil beberapa kesimpulan dan saran antara lain:

5.1 Kesimpulan

1. Kapasitas tekan aksial yang diperoleh pada saat beban maksimum untuk benda uji

kolom S0 sebesar 388,6 kN, benda uji kolom S1 sebesar 407,9 kN, dan benda uji kolom

S2 sebesar 373,8 kN

2. Perilaku kehancuran kolom S0, S1, dan S2 dimulai dari bagian atasnya serta sejajar

dengan beban aksial yang diberikan dan terus menjalar ke arah pertengahan kolom

seiring dengan pertambahan beban. Seluruh benda uji mengalami kehancuran tekan

karena regangan beton sudah mencapai nilai maksimum sebelum luluhnya tulangan.

3. Kerusakan yang terjadi pada kolom juga dipengaruhi oleh luasan area beton yang

terganggu oleh tulangan sehingga menurunkan kapasitas aksial yang sanggup

dipikulnya. Kolom S1 dengan nilai Adet paling kecil meningkatkan kapasitas aksial yang

sanggup dipikulnya, sementara kolom S0 dan S2 dengan nilai Adet lebih besar

menyebabkan kolom lebih mudah retak sehingga kapasitas aksialnya menurun.

4. Jarak sengkang yang rapat menyebabkan area yang terganggu oleh tulangan sengkang

menjadi berdekatan, sehingga pada saat pembebanan area ini akan semakin berhimpit

dan keretakan yang mula-mula terjadi disekitar tulangan akan terus menjalar ke bagian

lainnya dan jarak tulangan sengkang yang terlalu renggang membuat tulangan utama

lebih mudah menekuk sehingga memperkecil kapasitas aksial

5.2 Saran

Berdasarkan kesimpulan hasil percobaan, sesuai dengan data yang diperoleh dan diskusi

masalah yang ditinjau. Maka diambil beberapa saran untuk pengembangan penelitian ini di

masa yang akan datang, antara lain:

1. Pemasangan strain gauge sebaiknya tidak hanya dilakukan pada satu elevasi saja,

namun pada semua elevasi agar pembacaan regangan beton pada kolom menjadi lebih

baik.

2. Penelitian ini dapat dikembangkan dengan permodelan struktur menggunakan software

analisa struktur untuk lebih menghemat biaya dan waktu.

3. Bentuk benda uji kolom untuk penelitian selanjutnya dapat dicoba dengan bentuk I yaitu

dengan balok di bagian atas dan bawah kolom, sehingga keretakan dimulai dari tengah

kolom.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Abdullah and Kasuki, T., 2001, Complete Collapse Test of Reinforced Concrete Colomns,

Structural Engineering and Mechanics, an International Journal, Vol. 12, No. 2, hal.

157-168.

ACI Committee 318, 2002. Building Code Requirements for Structural Concrete, (318-02)

and Commentary (318R-02), American Concrete Institute, Farmington Hills,

Michigan, 443p.

Maekawa, K., Qureshy, J, 1997, Stress Transfer Across Interfaces in Reinforced Concrete

JURNAL TEKNIK SIPIL





Due to Aggregate Interlock and Dowel Action, No. 30.

Mander, J.B., Priestley, M.J.N., and Park, R., 1988a, Theoretical Stress Strain Model for

Confined Concrete, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 114, No. 8, , pp.

1804-1826.

Mander, J.B., Priestley, M.J.N., and Park, R., 1988b, Observed Stress-Strain Behavior of

Confined Concrete, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 114, No. 8, , pp.

1827-1849.

McCormac, Jack C., 2001, Design of Reinforced Concrete, Fifth Edition, John Willey and

Sons, Inc, USA

Nawy, E.G., 2003, Reinforced Concrete: A Fundamental Approach, Fifth Edition, Prentice

Hall.

Paulay, T dan Priestley, M.J.N., 1992, Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry

Buildings, John Willey and Sons, Inc, USA.

Universitas Muhammadiyah Aceh

Documents

Transcript of Universitas Muhammadiyah Aceh