BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Terjadinya gempa bumi dengan skala yang cukup besar akan mengakibatkan kerusakan pada struktur maupun non-struktur pada bangunan yang terbuat dari konstruksi beton bertulang. Bentuk dan tingkat kerusakan yang terjadi mulai dari yang ringan sampai berat. Kerusakan yang ditimbulkan pada bangunan setelah gempa dapat terjadi antara lain karena kesalahan pelaksanaan ataupun kesalahan perencanaan bangunan yang tidak didesain sesuai dengan peraturan perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung yang terbaru.

Salah satu kerusakan struktur bangunan yang sangat dihindari adalah pada kolom. Kolom merupakan komponen struktur bangunan yang berperan penting untuk mendukung momen lentur, beban aksial dan beban lateral. Kolom yang belum atau tidak dirancang sesuai dengan peraturan yang berlaku menyebabkan seringnya terjadi kegagalan geser maupun lentur. Adanya beban eksentrisitas pada kolom juga akan menyebabkan kolom memikul kombinasi pembebanan gaya tekan dan lentur. Kerusakan kolom merupakan kerusakan yang paling berbahaya karena dapat mengakibatkan runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya, atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan struktur bangunan.

Apabila komponen bangunan terutama kolom yang telah rusak lentur akan difungsikan lagi, maka perkuatan lentur sangat diperlukan agar bangunan mampu menahan lentur lagi setelah pasca gempa. Perkuatan adalah suatu tindakan dalam memodifikasi struktur sebelum terjadi kerusakan dengan tujuan untuk menaikkan atau stabilitas ketahanan struktur. Adanya tuntutan bahwa bangunan yang mengalami kerusakan pasca gempa harus segera dapat difungsikan kembali, maka perlu adanya penanganan terhadap kerusakan yang terjadi, seperti dengan melakukan perkuatan. Akan tetapi biaya yang sangat mahal untuk melakukan perkuatan struktur bangunan menjadi kendala utama.

Metode perkuatan struktur bangunan sudah sangat banyak dikenal, namun biaya yang harus dikeluarkan cukup mahal. Salah satu metode perkuatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah perkuatan kolom dengan menggunakan beton resin. Jenis resin yang digunakan bukanlah resin yang sudah dipatenkan, melainkan resin biasa yang dijual dipasaran. Pemilihan resin yang belum paten menjadi pilihan dikarenakan biaya yang akan dikeluarkan untuk perkuatan menjadi relatif murah bila dibandingkan resin yang sudah paten, mudah didapat karena tersedia banyak, kebutuhan dalam perkuatan sedikit, tidak

1

memerlukan peralatan khusus untuk aplikasi di lapangan, serta setting pengerasan relatif dapat diatur.

Adapun tantangan dalam penggunakan resin untuk perkuatan kolom adalah bagaimana kontak antara beton lama dan beton resin, interaksi beton resin terhadap tulangan, dan durabilitasnya belum diketahui.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka perumusan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut:1. Mengetahui seberapa besar kontribusi metode perkuatan dengan

menggunakan beton resin terhadap kekuatan lentur kolom akibat beban eksentris,

2. Mengetahui bagaimana kontak antara beton lama dengan beton resin,

C. Tujuan Penelitian

Tujuan yang akan dicapai pada penelitian ini adalah sebagai berikut:1. Mengetahui komposisi yang tepat dalam pembuatan beton resin,2. Mengetahui kuat tekan beton resin,3. Mengetahui jumlah katalis resin yang tepat sehingga waktu pengerasan dapat

diatur,4. Mengetahui peningkatan kapasitas beban lateral kolom sebelum dan setelah

perkuatan,5. Mengembalikan daktalitas kolom setelah perkuatan.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah diharapkan dapat memberikan solusi perkuatan dari kerusakan yang disebabkan oleh gempa, memberikan informasi dalam metode perkuatan kolom pasca bencana dengan biaya yang lebih murah, mudah dan efektif. Selain itu meminimalisir kerusakan struktur akibat gempa berikutnya.

E. Batasan Masalah

Mengingat luasnya permasalahan pada penelitian kolom ini, maka perlu dibatasi lingkup kajiannya, dengan batasan penggunaan sebagai berikut:1. Kerusakan kolom berupa rusak lentur, baik sebelum dan setelah perkuatan,2. Kuat tekan beton direncakanan sebesar fc’ 20 MPa,3. Pengujian beban aksial dengan beban eksentrisitas 0,5h,4. Kolom persegi dengan ukuran 150 x 150 x 1200 mm,

2

5. Pengujian kolom asli dilakukan setelah benda uji berumur 28 hari, dan pengujian kolom perkuatan setelah berumur minimal 7 hari,

6. Metode perancangan beton sesuai dengan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002) dan Standar Perencannan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002,

7. Material dasar dari perkuatan adalah resin non-paten yang dijualan dipasaran,8. Tahanan resin terhadap kebakaran belum diteliti lebih lanjut,9. Pengaruh penambahan eksentrisitas akibat deformasi pada saat pembebanan

diabaikan,10. Pengaruh suhu, kelembaban udara dan faktor lain diabaikan.

F. Keaslian Penelitian

Penelitian tentang penggunaan resin dan material lain sebagai pilihan untuk perkuatan struktur sudah sangat banyak dilakukan. Dari beberapa referensi penelitian yang sudah ada, menurut sepengetahuan peneliti penelitian mengenai perbaikan dan perkuatan lentur kolom dengan beton resin non-paten belum pernah dilakukan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Rehabilitasi Struktur Beton Bertulang

Menurut Triwiyono (2008), perbaikan suatu struktur beton dapat disebabkan oleh beberapa hal, yaitu:1. Kesalahan perencanaan,2. Kesalahan pelaksanaan,3. Perubahan fungsi bangunan,4. Perkembangan ilmu pengetahuan,5. Timbulnya keluhan terhadap kenyamanan struktur,6. Perubahan persyaratan untuk memenuhi persyaratan peraturan gempa terbaru.

Retrofitting merupakan salah satu upaya dalam meningkatkan kekuatan dan daktalitas sebuah struktur yang telah rusak. Ada dua jenis retrofitting yang dapat dilakukan, yaitu repairing dan strengthening. Repairing adalah upaya dalam mengembalikan kekuatan dan daktalitas struktur yang telah rusak kembali seperti kondisi awal, sedangkan strengthening adalah upaya untuk memberikan

3

Original condition

Underdesirable performance

Exixting building

(a)

(c)

(b)

Requared seismic capacity

Ductulity

Strength Desirable Performance:Life safetydamage control

penambahan kekuatan atau perkuatan dari struktur yang telah ada dengan menambahkan material baru.

Gambar 2.1 Konsep Dasar Retrofitting (Sumber: Triwiyono, 2008)

Penanganan struktur gedung yang telah rusak akibat gempa dapat dilakukan perbaikan dengan menerapkan tiga alternatif sesuai dengan Gambar 2.1, yaitu:a. Meningkatkan kekuatan,b. Meningkatkan daktalitas,c. Meningkatkan kekuatan dan daktalitas.

Menurut Suhendro (2012), persyaratan bahan untuk perbaikan beton adalah sebagai berikut:

1. Bonding antara permukaan beton lama (yang diperbaiki) dengan bahan perbaikan,

2. Tidak menyusutnya bahan perbaikan,3. Kekuatan bahan perbaikan mendekati dan minimal sama dengan beton yang

diperbaiki agar tidak rusak pada bahan perbaikan,4. Modulus elastisitas bahan perbaikan mendekati dan minimal sama dengan

beton yang diperbaiki.5. Koefisien muai panas bahan perbaikan mendekati dan minimal sama dengan

beton yang diperbaiki,6. Koefisien permeabilitas bahan perbaikan diupayakan mendekati dan

minimal sama dengan beton yang diperbaiki.

Bahan dasar yang digunakan untuk bahan perbaikan yaitu:1. Semen portland, dengan tambahan bahan yang bersifat expansif atau

acrylics,2. Styrene Butadience Rubber (SBR),

4

3. Polyvinyl Acetates (PVA) yang menghasilkan polymer concrete/mortar,4. Epoxy resin yang menghasilkan epoxy concrete/ mortar,5. Epocem yaitu kombinasi epoxy dan cement.

Menurut Hartono dkk (2007) , pemilihan metode perkuatan dipengaruhi oleh pertimbangan-pertimbangan tentang kapasitas struktur, lingkungan dimana struktur berada, peralatan yang tersedia, kemampuan tenaga kerja pelaksanaan, waktu pelaksanaan, dan biaya perkuatan. Metode perkuatan yang dilakukan adalah sebagai berikut:1. Memperpendek bentang dari struktur dengan konstruksi beton ataupun

dengan konstruksi baja2. Memperbesar dimensi konstruksi beton3. Menambah plat baja4. Melakukan external prestressing5. Menggunakan FRP (Fibre Reinforced Polymer)

Menurut Kaminski dan Trapko (2005), metoda yang dapat digunakan dalam memperkuat beton bertulang dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:1. Memperbesar luasan cross-sectional kolom,

a. Menambah tulangan utama dan sengkangb. Menempelkan elemen struktur dengan lembaran CFRP

2. Memodifikasi sistem struktur.

B. Penelitian Perbaikan dan Perkuatan Beton

Beberapa penelitian-penelitian tentang perkuatan dan perbaikan beton yang pernah dilakukan adalah sebagai berikut:

Tabel 2.1 Tabel Penelitian Perbaikan dan Perkuatan

No. Judul Penelitian PenelitiMetode Retrofit

1. Experimental Study of Rectangular RC Columns Strengthened with CFRP Composites under Eccentric Loading

Sadeghian, Rahai, and Ehsani, 2010

CFRP

2. Behaviour of FRP Strengthened Concrete Columns Under Eccentric Compression Loading

Hadi, 2007 CFRP

3. Experimental Behaviour of Reinforced Concrete Column Models Strengthened by CFRP Materials

Kaminski and Trapko, 2005

CFRP

4. Pemakaian Tulangan Spiral untuk Perbaikan Kolom yang Rusak Akibat Gempa

Triwiyono dkk., 1999

CFRP

5.Perkuatan Kolom Beton Bertulang dengan Carbon Fiber Jacket

Johanes dan Andreas, 2000

Carbon Fiber Jacket

6. Perbaikan Kolom Beton Bertulang Menggunakan Sistem Concrete Jacketting

Nurlinaa, 2007Concrete Jacketting

5

7. Pengaruh Penggunaan Wiremesh dalam Perbaikan Kolom Pendek Penampang Persegi Akibat Beban Eksentris 0,75h

Adityo, 2008 Wiremesh

8. Pengaruh Penggunaan Wiremesh dalam Perbaikan Kolom Pendek Penampang Persegi Akibat Beban Eksentris 1h

Kusuma, 2008 Wiremesh

9. Perkuatan dan Daktalitas Kolom Praktis Diperkuat dengan Profil Siku Berlubang pada Beban Eksentris

Prakoso, 2010Profil Siku Berlubang

C. Epoxy Resin

Epoxy resin (EP) merupakan salah satu kelas yang paling penting dari polimer thermosetting, dan telah banyak digunakan sebagai bahan perekat komposit, karena sifat mekanik dan termal seperti modulus tinggi, dan kekuatan tarik tinggi, creep rendah, stabilitas termal tinggi, dan resistensi kelembaban tinggi (Ahmed, 2005).

Penelitian ini menggunakan epoxy resin dengan merk dagang SHCP 2668 WNC (Singapore Highpolymer Chemical Products) sebagai bahan utama dalam retrofit kolom yang telah mengalami kerusakan. Resin berfungsi sebagai perekat dan terdiri atas komponen resin dan katalis. Pemakaian katalis diupayakan relatif sangat sedikit untuk mencegah perekat yang terlalu cepat mengeras. Dalam penelitian ini digunakan resin dengan kadar 15-20% dari volume benda uji dan pengeras dengan kadar 20 cc tiap 1 kg resin.

SHCP resin akan menunjukkan perfoma terbaiknya pada saat kering sempurna. Untuk mecapai hal tersebut, perbandingan yang tepat antara katalis dan akselerator harus digunakan pada waktu yang terukur. Untuk SHCP ini sudah mengandung akselerator sehingga hanya membutuhkan 1% katalis.

Spesifikasi SHCP 2668 WNC dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut:

Tabel 2.2 Karakteristik SHCP 2668 WNCKarakteristik Uraian

Warna Pink

Kekentalan pada 30°(Brookfield LVT, spindle 3,60 rpm)

250-400 mPas

Test Temperatur 30°C

Peak Exothermic Temperatur 135°C-155°C

Gel time at 30°C 5-10 menit

Cure time 30°C 14-21 menit

Stability in the dark below 25°C 6 bulan

Sumber: Katalog SHCP

Karakteristik mekanik SHCP 2668 WNC dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut:

6

Tabel 2.3. Karakteristik Mekanis Polyester Resin SHCP 2668 WNC Karakteristik Uraian

Barcol hardness 28 BHC (Test method ASTM D2583-67)

Heat Distortion Temprature 67.3 oC (Test method ASTM D648-72)

Elongation at break 3.2% (Test method ASTM D638-72)

Berat jenis resin cair 1.13 kg/liter (Test method ASTM D1475)

Volume shrinkage on cure 67.3 oC (Test method Spesific gravity)

Kuat lentur 82.4 MPa (Test method ASTM D790)

Kuat tarik 29.4 (Test method ASTM D638)

Sumber: Katalog SHCP

C.2. Penelitian dengan menggunakan Epoxy Resin

Beberapa penelitian-penelitian tentang epoxy resin yang pernah dilakukan yaitu:

1. Experimental Study on The Characteristics of Polymer Concrete with Epoxy Resin (Barbuta dan Harja, 2010)

Dalam penelitian ini dilakukan studi eksperimental mortar dan beton polimer dengan menggunakan epoxy resin yang sudah dipatenkan , silica fume dan agregat kasar. Merk epoxy resin yang dipakai yaitu ROPOXID. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan dosis epoxy resin yan optimum , selain itu meningkatkan sifat mekanik dengan menggunakan silica fume sebagai filler. Digunakan 2 tipe benda uji, yaitu tipe I (MP) sebanyak 6 jenis variasi campuran dan Tipe II (BPS). Sebanyak 7 jenis variasi campuran. Tipe I yaitu polimer mortar (mikro beton) dengan ukuran agregat 4 mm. Tipe II (BPS) yaitu beton polimer dengan ukuran maksimum agregat adalah 8 mm.

Hasil yang diperoleh menunjukkan karakteristik maksimum untuk dosis resin 24% dan kadar maksimum silika fume terhadap mortar polimer, dan beton polimer terhadap karakteristik mekanik dipengaruhi oleh semua faktor campuran, yaitu meningkatkan kuat tekan dengan peningkatan dosis silika fume dan kekuatan lentur dan belah meningkat dengan penurunan dosis silika fume. Hasil dari penelitian yaitu: Nilai-nilai kuat tekan untuk mortar MP bervariasi antara 51,1 MPa (untuk MP6) dan 69,1 MPa (untuk MP5) yang berarti: sampai dosis resin 25,1% kuat tekan menurun dan sampai nilai ini, terjadi peningkatan kuat tekan. Mortar MP5 (dengan polimer 24%) menunjukkan nilai terbesar bagi semua kekuatan mekanis,. Nilai-nilai kuat tekan beton BPS bervariasi antara 65,32 MPa (untuk BPS6) dan 57,75 MPa (untuk BPS7); dalam hal ini tidak bisa ditentukan berapa banyak dosis resin atau dosis silica fume mempengaruhi kuat tekan.

7

2. Modified Polyester Resins As An Effective Binder For Polymer Concretes (Jamsidi dan Pourkhorshidi, 2011)

Dalam penelitian ini karakteristik fisik, mekanik dan kimia dari beton normal (NC), beton polimer dengan pengikat poliester biasa (PC-NR) dan beton polimer dengan modifikasi poliester pengikat (PC-MR) dibandingkan.

Tabel 2.4 Komposisi Beton

Mixture w/cWater

(kg/m3)Cement (kg/m3)

Polymer (kg/m3)

Sand (kg/m3)

Gravel(kg/m3)

Density(kg/m3)

PC-NRPC-MR

NC

--

0.6

--

225

--

375

438438

-

912912912

842842842

219221922192

Diperoleh hasil jumlah resin yang digunakan sebanyak 25% dari berat agregat. Hasil kuat tekan dari penetilitan yaitu kuat tekan campuran beton polimer sangat tinggi segera setelah waktu yang singkat (bahkan setelah 1 hari) curing, yaitu sebesar 80-100 MPa pada hari ke 7, dan peningkatan yang hampir konstan pada umur yang lebih tinggi. Kuat tekan beton normal pada umur curing 28 hari hanya 50% dari kuat tekan PC-MR. sedangkan untuk benda uji PC-MR memiliki kuat tekan sekitar 15% lebih tinggi dibandingkan PC-NR.

3. Studi Struktur mikro Pengikatan Resin Epoksi pada Beton (Efendy, 2009)

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisa terhadap mikrostruktur beton polimer hasil uji tekan menggunakan mikroskop optik dan scanning electron microscope (SEM) yang meliputi pengamatan terhadap bentuk dan ukuran partikel penyusun beton polimer. Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan beton polimer: pasir, agregat kasar (kerikil), resin dan thinner. Jumlah resin epoksi yang ditambahkan sebesar 25% dari total agregat yang digunakan dalam campuran. Benda uji berupa selinder dengan panjang diameter 5cm dan 7cm. Proses pengeringan dan pengerasan dilakukan di dalam dryiang oven pada suhu 600C selama 24 jam. Hasil penelitian yaitu proses dispersi polimer dimana di awal pencampuran partikel-partikel semen dan polimer terdispersi di dalam hidrasi tahap awal semen berlangsung yang mengakibatkan pembentukan pori yang bersifat basa. Seperti pada gambar berikut:

( a ) (b)

Gambar 2.2 Hasil foto SEM (Kanan) dan pemodelan (kiri) tahap awal setelah pencampuran

8

Gambar 2.3 Hasil foto SEM (Kanan) dan pemodelan (kiri) hasil hidrasi semen dan pembentukan lapisan yang kontinu

Gambar 2.4 Hasil foto SEM (Kanan) dan pemodelan (kiri) tahap akhir pembentukan suatu lapisan yang kontinu

Tahap studi pengikatan binder polimer ini diimplementasikan dalam bentuk riset laboratorium yang bertujuan untuk mengembangkan teknologi karakterisasi berupa pengamatan secara mikropis pada bahan beton polimer, mempelajari karakter struktur mikro dan mekanisme pengikatan binder polimer resin epoksi dan kemampuan ikatannya pada agregat beton. Dari teknik pengamatannya dapat memberikan gambaran terhadap struktur topografi adanya inklusi, positas maupun keberadaan retak/cacat yang terbentuk pada bahan beton polimer. Sesuai gambar berikut:

Gambar 2.5 Hasil foto SEM penampang beton polimer (atas dan kiri bawah) dan pembungkusan agregat oleh binder polimer (kanan)

Gambar 2.6 (A) Foto penampang beton polimer menggunakan mikroskop optik refleksi cahaya, (B) setelah memalui titik pewarnaan

9

Gambar 2.7 Tampakan permukaan beton polimer dengan menggunakan reflected light microscope (E) dan cathodoluminescent (F)

4. Perilaku Mekanika Sambungan Bambu Menggunakan Baut Dengan Pengisi Resin (Nugraha, 2011)

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perilaku mekanika sambungan bambu dengan menggunakan baut dengan pengisi resin. Pengujian berupa uji karakteristik bambu yang meliputi; uji kuat tekan bambu, uji kuat tarik bambu, uji kuat geser bambu, dan uji kuat tarik baut, serta uji kuat tekan resin. Resin yang digunakan yaitu merk dagang Ponal Epoxy, dengan ketentuan campuran yang telah ditetapkan dari pabrik pembuat resin tersebut. Hasil uji tekan resin yang diperoleh dalam pebelitian ini sebesar 88,92 MPa.

BAB IIILANDASAN TEORI

A. Kolom Eksentris

Menurut Nawi (1990), kolom merupakan elemen vertikal dari rangka (frame) yang memikul sistem lantai struktural. Elemen ini merupakan elemen tekan yang biasanya disertai dengan momen lentur. Kolom meneruskan beban dari elevasi atas ke elevasi lebih bawah hingga akhirnya sampai tanah melalui pondasi.

Sangatlah tidak mungkin untuk mencapai eksentrisitas nol dalam struktur kolom yang aktual. Eksentrisitas pada kolom dapat dengan mudah terjadi karena faktor-faktor seperti ketidakakurasian yang kecil di dalam tata-letak kolom-kolom dan pembebanan yang tidak simetris yang disebabkan oleh perbedaan di dalam ketebalan pelat dalam bentang-bentang yang bersebelahan atau ketidaksempurnaan dalam penjajarannya. Karenanya sebuah eksentrisitas minimum sebesar 10% dari ketebalan kolom dalam arah tegak lurus terhadap sumbu lenturnya dianggap sebagai sebuah asumsi yang dapat diterima untuk reduksi beban kolom pada kolom dengan pengikat 5% untuk beban pada kolom spiral.

10

Gambar 3.1 Tipe kolom berdasarkan posisi beban pada irisan penampang: (a) kolom terbebani konsentris; (b) beban aksialtambah momen uniaksial;

(c) beban aksial tambah momen biaksial. (Sumber: Nawi, 1990)

Berdasarkan pada besaran regangan dalam tulangan muka tarik (Gambar 3.4) penampang tersebut dikenai oleh satu dari ketiga kondisi berikut:1. t ≥ 0,005 batas (c = 0,375dt) untuk keadaan terkontrol-tarik2. tt ≤ 0,005-0,002 batas (c = 0,375dt - 0,6dt) untuk keadaan transisi antara3. c ≤ 0,002 batas (c ≥ 0,6dt) untuk keadaan terkontrol-tekan.

Po

Pb

Mo Mb

e = 0

e = MnPn

e =

Mn

Pn

Tekanmenentukan

Tarikmenentukan

kondisi reganganseimbang

0,003

0,003

0,003

s > y

s = y =

s < y

fyEs

Tekan menentukan

Tarik menentukan

kondisi seimbang

sumbu lentur

balance

Gambar 3.2 Diagram interaksi kekuatan untuk tekan aksial dan momen lentur pada satu sumbu (umber: Wang dan Salmon, 1994)

B. Kapasitas Lentur Kolom

Perumusan kesetimbangan untuk gaya-gaya dan momen-momen dalam Gambar 3.4 dapat dirumuskan sebagai berikut:

Gaya tahanan aksial nominal Pn pada saat kegagalan = Cc + Cs – Ts

11

(a) (b) (c)

(c)

Mn= Pn e = Cc (y-a/2) + Cs (y-d’) + Ts (d-y)

Karena, Cc = 0,85 fc’ ba, Cs = As’ fy dan Ts = As fy

maka dapat ditulis:

Pn = 0,85 fc’ ba + As’ fy + As fy

Mn= Pn e = 0,85 fc’ ba (y-a/2) + As’ fy (y-d’) + As fy (d-y)

atau Mn = Pn e’ = 0,85 fc’ ba (y-a/2) + As’ fy (d-d’)

dimana y untuk penampang persegi = h/2.

h

y

d'

h/2

d

c a

c=0,003 0,85 fc'

e

e'

Irisan Penampang

As

As'CsCc

Ts

g.n

CsCc

Ts

(d-d')

pusatgeometri

Pn

b

Regangan Tegangan Gaya Internals = 0,003 (d-c)/cs = 0,003 (c-d')/c

s

fs = Es s < fyfs' = Es s' < fy

Cc= 0,85 fc' baCs= As' fs'Ts= As fs

Gambar 3.3 Tegangan dan Gaya dalam Kolom (Sumber: Nawi, 1990)

C. Daktalitas dan Kekakuan Kolom

Park and Paulay (1975), kolom daktail adalah kolom yang direncanakan dengan kapasitas geser jauh lebih besar dibandingkan kapasitas lenturnya. Daktalitas merupakan kemampuan suatu struktur untuk tidak mengalami keruntuhan secara tiba-tiba tetapi masih mampu mengalami deformasi yang cukup besar pada saat beban maksimum tercapai sebelum struktur itu mengalami keruntuhan. Besarnya daktalitas yaitu:

μ= ∂ u∂ y

dimana, µ = displacement ductility factor∂ y = lendutan saat leleh∂ u = lendutan ultimit, dihitung sebagai lendutan yang terjadi saat beban

mencapai 0,8 dari beban maksimum pada bagian penurunan kurva hubungan beban-lendutan.

12

BebanPu

0,85 Pu Beban turun 15%

y u lendutan

Gambar 3.4 Defenisi Daktalitas Lendutan (Sumber: ASTM C1018)

D. Retak pada Beton

Berdasarkan SNI 03-1726-2002, Nilai lebar retak yang diperoleh tidak boleh melebihi 0,4 mm untuk penampang di dalam ruangan dan 0,3 mm untuk penampang yang dipengaruhi cuaca luar.

Tabel 3.1 Lebar retak yang apat ditoleransi

Kondisi KeterbukaanToleransi retak

inci mm

Udara kering atau membran pelindungKelembaban, udara lembab, tanahBahan-bahan kimia peleleh esAir larut dan percikan air lautStruktur penahan air (pipa tak bertekanan tidak termasuk)

0,0160,0120,0070,0060,004

0,410,300,180,150,10

Sumber: ACI Committee 224

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

A. Lokasi PenelitianPenelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan dan

Laboratorium Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UGM. Penelitian yang dimaksud meliputi pengujian mutu material, pembuatan benda uji, perawatan beton, pengujian kuat tekan betonnya, perkuatan beton dengan beton resin, dan pengujian kuat tekan dan kapasitas benda uji setelah perkuatan.

13

B. Bahan Penyusun BetonB.1. Mix Design

Dalam penelitian ini menggunakan mutu beton 20 MPa pada umur 28 hari. Pencampuran material beton normal dengan perbandingan sebagai berikut:

Tabel 4.1 Mix Design Beton Normal 1 m3

Spesifikasi Mix Design Nilai

MutuSlumpJumlah semenJumlah airRasio air semenKerikil (split 1-2)Pasir

fc’ = 20 MPa10 ± 2 cm402 kg (Semen Gresik jenis PCC)275 liter0,561104 Kg (Kulon Progo)595 kg (Gunung Merapi)

B.2. Baja Tulangan

Baja tulangan yang digunakan adalah baja tulangan polos dengan diameter D10 untuk tulangan longitudinal sebanyak 4 buah dan baja tulangan 8 dengan jarak 150 mm untuk tulangan sengkang. Baja tulangan yang digunakan adalah produksi PT. Krakatau Steel.

B. 3. Resin

Resin merupakan salah satu bahan utama dalam perkuatan kolom. Digunakan sebagai alat bantu pengikatan yang kuat terhadap beton lama dan beton baru. Selain itu bahan resin akan menggantikan semen dalam adukan beton baru sebanyak 15-20 % terhadap volume benda uji. Resin yang digunakan adalah bahan resin biasa dijual dipasaran atau dengan kata lain resin non paten.

Resin terdiri dari dua komponen, yaitu komponen perekat dan katalis yang akan dicampur sebelum dipakai dengan perbandingan 1 kg resin : 20 cc katalis dengan waktu pengerasan 15 menit. Setting time pengerasan akan dihitung lebih lanjut agar didapatkan waktu pengerasan yang pas untuk pengerjaan beton resin. Resin yang digunakan untuk penelitian ini yaitu merk SHCP.

C. Alat Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:1. Strain gage2. Strain indicator3. Hydraulick jack 4. Load cell 5. LVDT6. Data logger

14

7. Loading frame8. Crane9. Concrete mixer 10. Kerucut abrams11. Cetakan benda uji selinder12. Compression Testing Mechine13. Timbangan14. Gelas kimia

D. Pelaksanaan PenelitianSecara keseluruhan tahap-tahap pelaksanaan penelitian ini sebagai

berikut:

1. Pembuatan mix design beton normal dan beton resin, yaitu bertujuan untuk mendapatkan komposisi campuran semen, pasir, kerikil, air dan resin yang optimum. Dimana campuran ini merupakan campuran yang akan digunakan pada saat melakukan retrofitting.

2. Tahap Persiapan. Persiapan bahan dan alat yang diperlukan dalam pelaksanaan penelitian. Persiapan peralatan perlu dilakukan untuk mengetahui kebutuhan dan kapasitas alat yang ada di laboratorium. Persiapan bahan meliputi pengadaan bahan-bahan yang dibutuhkan pada saat penelitian.

3. Pengujian Pendahuluan, berupa pengujian kuat tekan beton resin dan pengujian kuat tarik baja.

4. Pembuatan Benda Uji. Pembuatan benda uji kolom sebanyak 3 kolom. Pelaksanaan pengujian kolom ini dilakukan sebanyak 2 kali yaitu pengujian kolom asli dan pengujian kolom perkuatan. Masing-masing benda uji yang diperkuat yaitu:a) Perbaikan dan perkuatan dengan beton biasa,b) Perbaikan dan perkuatan dengan beton resin (15%),c) Perbaikan dan perkuatan dengan beton resin (20%).

E. Benda Uji Kolom

Ketiga benda uji kolom memiliki ukuran yaitu tinggi total 1200 mm. bagian tengah merupakan tinggi efektif dari benda uji kolom dengan panjang 600 mm dengan ukuran penampang 150 mm x 150 mm, sedangkan bagian ujungnya adalah kepala kolom dengan eksentrisitas 75mm atau setara dengan 0,5h kolom.

15

300 600 300

75

150150

150PP

A

A

B

B

75 75

300 150

150 10

150 150

300 600 300

75

150150

150PP

A

A

B

B

75 75

300 150

150 10

150 150

Gambar 4.1 Benda Uji Kolom

F. Analisis Data

Hasil pengujian ekperimen akan dibandingkan hasil teoritis/analisis dengan software SAP 2000 versi 11.0. Pengolahan data dengan menggunakan MS. Excel, pembuatan laporan menggunakan MS. Word dan untuk penyajian menggunakan MS. Power Point.

G. Setting Up Pengujian

Setting up benda uji dan alat-alat dapat dilakukan setelah benda uji siap untuk dibebani.

tie rood

data logger

loading frame

hydraulic jack

load cell

LVDT 1 LVDT 2 LVDT 3

hydraulic pump

Gambar 4.2 Setting Up Pengujian Kolom Eksentris (Tampak Atas)

16

H. Bagan Alir Penelitian

17

Mulai

Pengujian Material Propertis Bahan

Persiapan bahan dan Alat Penelitian

Uji Pendahuluan

Pembuatan 3 Benda Uji Kolom Asli

Setting alat

Pengujian Kolom Asli dan Pengumpulan Data

Analisis Data

Perbandingan Hasil dan Verifikasi

Selesai

Perbaikan dan Perkuatan Benda Uji Kolom:1. Perbaikan dan perkuatan dengan beton biasa,2. Perbaikan dan perkuatan dengan beton resin (15%),3. Perbaikan dan perkuatan dengan beton resin (20%).

Pengujian Kolom Retrofit dan Pengumpulan Data

Kesimpulan

I. Jadwal Penelitian

Berikut adalah jadwal rencana tahapan pelaksanaan penelitian:

No. Uraian KegiatanBulan

Jul Ag Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr May

                       1 Konsultasi dosen pembimbing                      2 Studi pustaka                      3 Pengadaan bahan                      4 Pengujian propertis bahan                      5 Persiapan bahan dan alat penelitian                      6 Uji pendahuluan                      7 Pembuatan benda uji kolom                      8 Pengujian pembebanan dan            

        

  pengumpulan data                  9 Perkuatan kolom                      10 Pengujian pembebanan dan              

      

  pengumpulan data                  11 Analisis dan hasil pengujian                      12 Penyusunan draft laporan akhir                      13 Penyerahan laporan akhir                                               

18