Konferensi Nasional Teknik Sipil 4 (KoNTekS 4)

Sanur-Bali, 2-3 Juni 2010

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 139

EFEKTIVITAS JACKETING METHOD MENGGUNAKAN SELF COMPACTING

CONCRETE (SCC) UNTUK PERKUATAN BALOK T BETON BERTULANG

I K. Sudarsana1, D.P.G Sugupta

2, I K.G. Kochiana

3

1 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran-Bali

Email: ksudarsana@civil.unud.ac.id 2Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran-Bali

Email: sugupta@civil.unud.ac.id 3 Alumni Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran-Bali

Email: kochi_line@yahoo.com

ABSTRAK

Penelitian perkuatan balok dengan penambahan dimensi pada badan Balok T (Jacketting Method) menggunakan Self Compacting Concrete (SCC) dilaksanakan untuk mengetahui efektifitas dari sistem perkuatan ini terhadap perilaku lentur balok-T beton bertulang. Empat buah balok-T dibuat dan diuji di atas perletakan sederhana dengan mengerjakan dua buah beban terpusat sejarak sepertiga bentang balok. Dua buah balok (B-I dan B-IV) digunakan sebagai balok kontrol sedangkan dua balok lainnya (B-II dan B-III) adalah balok yang diperkuat dengan penambahan dimensi. Dimensi Balok kontrol pertama (B-I) mempunyai tinggi 220 mm, lebar badan 100 mm, lebar efektif sayap 400 mm, tebal sayap 45 mm dan panjang 2400 mm. Balok B-II dan B-III adalah balok perkuatan dengan menambah dimensi balok B-I pada sisi samping dan bawah badan balok masing-masing setebal 30 mm dan 50 mm dengan menggunakan Self

Compacting Concrete (SCC). Pada balok perkuatan juga ditambahkan tulangan lentur (3Ø10) dan sengkang (Ø6-250). Balok kontrol kedua (B-IV) merupakan balok yang dicor monolit menggunakan beton yang sama dengan Balok B-I, namun dimensi dan penulangan seperti balok perkuatan. Perbedaan balok B-II dan B-III hanya pada cara pengangkeran sengkang dimana pada Balok B-II, sengkang menembus sayap dan pada B-III, sengkang dikait pada sisi badan balok sedalam 30 mm. Adapun parameter yang diamati pada saat

pengujian adalah lendutan (δ), beban pada retak pertama (Pcr), beban maksimum (Pmak), serta pola keruntuhan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perkuatan balok dengan metode jacketing menggunakan self compacting concrete (SCC) untuk menambah dimensi balok cukup efektif dalam meningkatkan beban retak pertama, kekakuan dan kapasitas balok serta mengurangi lebar dan jarak retak yang terjadi. Adapun pola keruntuhan balok perkuatan masih merupakan pola keruntuhan lentur dengan perilaku hamper sama seperti balok cor monolit (B-IV). Sistem perkuatan dengan pengangkeran sengkang tambahan pada badan balok (B-III) menghasilkan perilaku balok yang lebih baik daripada pengangkeran sengkang dengan overlapping pada pelat (B-II) ditinjau dari kapasitas daya layan balok.

Kata kunci : Perkuatan balok, Metode Jacketing,beton bertulang, Self compacting concrete dan perilaku

runtuh

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian tentang perkuatan elemen struktur telah banyak dilaksanakan untuk memperbaiki kinerja elemen struktur yang mengalami penurunan akibat terjadinya kerusakan ringan (repairable damages) yang mungkin diakibatkan oleh perubahan/bertambahnya beban yang melebihi beban rencana, gempa, umur bangunan, bencana kebakaran, perubahan fungsi bangunan serta kemungkinan kesalahan perhitungan dalam perencanaan (design) maupun di dalam pelaksanaan, sehingga struktur tidak mampu bekerja sesuai dengan fungsi yang diharapkan. Perkuatan pada balok beton bertulang dengan menambahkan tulangan eksternal baik berupa pelat baja maupun material komposit Fiber Reinforced Polymer (FRP) umumnya dilakukan bila penambahan luas baja tulangan menjadi tujuan utamanya. Apabila kekakuan dan juga dimensi elemen struktur yang kurang memadai dalam memikul beban yang diharapkan bekerja (beban rencana) maka penambahan tulangan eksternal menjadi kurang efektif, sehingga diperlukan penambahan dimensi. Salah satu metode yang umum dipergunakan adalah dengan membungkus elemen struktur lama dengan lapisan beton baru dengan ketebalan tertentu. Metode ini juga sering

I K. Sudarsana, D.P.G Sugupta, dan I K.G. Kochiana

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 140

disebut metode jacketing. Metode Jacketing umumnya untuk perkuatan kolom dimana perkuatan ini dilakukan dengan penambahan baja tulangan yang kemudian dibungkus dengan beton. Penelitian tentang perkuatan balok beton bertulang telah dilakukan oleh beberapa peneliti diantaranya Reis and Hanai (1997), Cheong and MacAlevey (2000), Andayani (2002) dan Vinolia (2002). Cheong and MacAlevey (2000) menguji perkuatan balok dengan metode jacketing dimana penambahan dimensi beton baru dilakukan dengan cara Preplaced Agregate (PA) yaitu beton yang agregatnya ditempatkan terlebih dahulu, kemudian dilakukan penyemprotan cairan semen pasta / grouting. Cheong and MacAlevey (2000) menyebutkan bahwa penambahan lapisan beton dengan cara ini sangat cocok untuk metode jacketing karena diperoleh hasil kontak antar butiran agregat yang baik. Namun ACI 1992 menyebutkan bahwa cara Preplaced Agregate ini memiliki penyusutan sebesar 50% dari penyusutan beton yang dicor biasa. Penyusutan beton (shrinkage) yang cukup besar ini dapat menimbulkan retak-retak pada permukaan lapisan beton baru. Mengingat kelemahan dari preplaced aggregate ini, maka dilakukan penelitian perkuatan balok beton bertulang dengan penambahan tebal dimensi menggunakan campuran beton yang memiliki workability yang tinggi serta dapat memadat sendiri atau yang disebut sebagai Self

Compacting Concrete (SCC) dengan mutu yang lebih tinggi dari mutu beton yang diperbaiki. Self Compacting Concrete (SCC) pertama kali dikembangkan di Jepang pada tahun 1988 dengan tujuan untuk mengurangi kebisingan pada saat pengecoran dengan mengurangi penggunaan alat penggetar (Vibrator) dalam proses pemadatan. Menurut Chiara, et. al (2000) dan Lynn, et. Al (2000), kriteria beton SCC adalah memiliki kemudahan dalam pengerjaan (workability), kemampuan memadat sendiri dan proses pengerasan beton yang spesifik. Disamping memiliki kemampuan yang baik untuk mengalir akibat beratnya sendiri, tetapi juga harus dapat mengisi bentuk yang tersedia dan mampu memberikan pemadatan yang seragam tanpa menimbulkan segregasi (pemisahan agregat), sehingga beton yang memiliki kemampuan flow yang baik belum tentu dapat disebut sebagai SCC. Beton dengan criteria SCC ini sangat baik untuk pengecoran struktur yang sulit dan tipis, seperti dinding dan lapis tambahan beton baru.

Perkuatan dengan penambahan dimensi ini disertai dengan penambahan tulangan lentur pada daerah tarik balok (pada serat bawah) untuk meningkatkan kapasitas lentur balok. Penambahan sengkang juga dilakukan sebagai pemegang tulangan longitudinal, mencegah susut lapisan beton yang ditambahkan dan meningkatkan kapasitas geser balok.

1.2 Manfaat Penelitian Perkuatan struktur diperlukan bila pertimbangan biaya membangun struktur baru jauh lebih tinggi. Bila perkuatan struktur dilaksanakan untuk meningkatkan kapasitas dan kekakuan maka metode perkuatan dengan cara jacketing menjadi pertimbangan karena pada saat yang bersamaan dengan penambahan dimensi, penambahan tulangan juga dapat dilakukan. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai keefektifan dari metode perkuatan ini. Disamping itu, penelitian ini juga dapat menambah pengetahuan dan data base yang terkait dengan perkuatan pada balok struktur beton bertulang.

2. EXPERIMENTAL PROGRAM 2.1 Benda Uji Balok T Benda uji yang digunakan pada penelitian ini berupa balok beton bertulang berpenampang T sebanyak 4 buah. Balok kontrol (B-I) dengan ukuran bentang 2400 mm, lebar efektif sayap 400 mm, lebar badan balok 100 mm, tebal sayap 45 mm dan tinggi total balok 220 mm. Balok memiliki tulangan tarik 3Ø10mm, tulangan tekan 2 Ø10mm dan sengkang Ø6 mm dengan jarak 200 mm. Perkuatan balok B-II dan B-III dilaksanakan terhadap balok kontrol B-I dengan menambahkan dimensi pada ketiga sisi badan balok dengan ketebalan 30 mm pada sisi samping dan 50 mm pada sisi bawah badan balok. Tulangan longitudinal tarik 3Ø10mm dan sengkang Ø6 mm dengan jarak 250 mm ditambahkan pada balok perkuatan. Pada Balok B-II, kaki sengkang dibuat menembus pelat yang kemudian ditekuk horizontal sepanjang 30 mm untuk pengangkeran. Sedangkan pada Balok B-III, pengangkeran kaki sengkang sepanjang 30 mm ditempatkan pada badan balok sejarak 30 mm dari permukaan bawah pelat. Benda uji yang ke-4 (B-IV) dibuat dengan dimensi dan jumlah tulangan yang sama seperti Balok B-II dan B-III, namun dicor monolit dengan mutu beton yang sama seperti balok Kontrol B-I. Balok B-IV ini dibuat untuk membandingkan aksi komposit yang terjadi antara lapis beton SCC

Efektivitas Jacketing Method Menggunakan Self Compacting Concrete (Scc) Untuk Perkuatan Balok T Beton Bertulang

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 141

dengan beton lama pada perkuatan Balok B-II dan B-III. Detail ukuran semua benda uji dan baja tulangan yang terpasang ditampilkan pada Tabel 1. Sebelum pengecoran beton perkuatan, permukaan badan balok yang diperkuat terlebih dahulu dikasarkan menggunakan Gerinda potong dengan pola garis vertikal (||), horisontal (=) dan miring (// atau \\) dengan kedalaman ± 2,5 mm serta jarak antara garis sejajar bervariasi 7 - 25 mm. Kemudian permukaan balok dibersihkan dengan cara disemprotkan air dan digosok menggunakan sikat besi untuk menghilangkan butiran-butiran lepas dari permukaan. Cara ini dipergunakan setelah dilakukan pengujian lekatan antara beton lama dengan beton baru.

Tabel 1. Properti benda uji balok

2.2 Properti Material

Campuran beton yang dipergunakan pada penelitian ini diperoleh berdasarkan mix design dengan target kuat tekan rata-rata (fcr) sebesar 20 MPa, dengan proporsi campuran dalam perbandingan berat, adalah 1(semen):2,3(pasir):2,9(kerikil), dengan diameter agregat maksimum 10 mm dan w/c sebesar 0.69. Sebanyak 9 buah silinder beton ukuran 150 mm x 300 mm yang memenuhi standard ASTM dibuat dan dilakukan perawatan yang sama seperti benda uji balok. Perawatan dilakukan dengan menutupi benda uji dengan karung goni yang jenuh air dan penyiraman air setiap hari selama 3 hari. Pengujian silinder beton dilakukan pada umur 28 hari dan pada saat pengujian balok. Hasil uji silinder diperoleh kuat tekan rata-rata masing-masing sebesar 22,04 MPa pada umur 28 hari dan 24,91 MPa pada saat pengujian. Proporsi campuran ini dipergunakan untuk pembuatan balok kontrol dan balok yang diperkuat. Sedangkan untuk beton perkuatan dirancang campuran self compacting concrete (SCC) dengan cara trial and error menggunakan superplasticizer sika viscocrete 10 dan didapat proporsi campuran dengan target mix design 30 MPa serta penambahan 0.3 % additive (Sika viscocrete 10) dan 30 % air, dengan nilai slump horisontal sebesar rata-rata 585 mm. Proporsi campuran SCC pada saat pengujian diperoleh kuat tekan sebesar 26,28 MPa.

Tulangan longitudinal dan transversal balok menggunakan baja polos dengan diameter masing-masing φ10 mm dan

φ6 mm. Tegangan leleh (fy), tarik maksimum (fsu) dan putus (fsp) baja tulangan φ10 mm didapat dari hasil test tarik

di laboratorium masing-masing sebesar 474 MPa, 598 MPa dan 428,4 MPa. Sedangkan untuk baja tulangan φ6 mm, diperoleh 418 MPa, 519.7 MPa dan 402.5 MPa berturut-turut untuk tegangan leleh (fy), tarik maksimum(fsu) dan putus (fsp).

I K. Sudarsana, D.P.G Sugupta, dan I K.G. Kochiana

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 142

2.3 Pengujian Lekatan Beton Lama dengan Beton Baru

Lekatan antara beton lama dengan beton perkuatan sangat berpengaruh terhadap efektifitas dari metode perkuatan jacketing yang dilakukan. Untuk mengetahui kekuatan lekatan antara beton lama dengan lapisan beton baru, maka dilakukan pengujian lekatan (kohesif) seperti yang pernah dilakukan Cheong and MacAlevey (2000) mengunakan

balok geser miring dengan ukuran 100 x 100 x 400 mm, dengan kemiringan interface (α) 60°, 70°, 75° seperti terlihat pada Gambar 1. Cheong and MacAlevey (2000) menggunakan preplaced aggregate sebagai beton baru,

sedangkan pada pengujian ini menggunakan SCC. Data yang digunakan, yaitu tegangan normal (σ) dan tegangan

geser (τ) dari balok geser yang memiliki nilai kuat tekan antara 20 MPa sampai dengan 25 MPa, sedangkan nilai

sudut geser (ϕ) dan besarnya kohesifitas (c) diperoleh dengan menarik trendline berupa garis lurus dari data yang

telah diplot dengan asumsi bahwa τ = c + σ tan ϕ seperti terlihat pada Gambar 2.

Gambar 1. Pengujian lekatan

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Te

nga

ng

an

Ge

ser,

τ

τ

τ

τ (

N/

mm

2)

Tegangan Normal, σσσσ (N/mm2)

Kohesi, c

Sudut Geser, ϕ

Gambar 2. Hubungan tegangan geser dan normal

Dari hasil pengujian lekatan diperoleh nilai sudut geser (ϕ) sebesar 53,091° (≈ 53°) dan nilai kohesi (c) sebesar 1,12 N/mm². Nilai kohesi yang diperoleh pada penelitian ini lebih kecil +/-50% dibandingkan dengan penelitian serupa oleh Cheong (2000) yang menggunakan Preplaced Agregat (PA), yaitu sebesar 2,7 N/mm² untuk kuat tekan 25

N/mm² dengan sudut geser sebesar 48°.

2.4 Setup Pengujian dan Peralatan

Pengujian dilakukan setelah perkuatan berumur 28 hari. Pengujian ini dilakukan dengan pembebanan 4 (empat) titik (four point loading) seperti terlihat pada Gambar 3. Beban ditingkatkan secara bertahap dengan kecepatan peningkatan beban tanpa mengakibatkan efek kejut (SNI 03-4154-1996) yaitu sebesar 5.9 sampai 6.2 kN per menit hingga balok mengalami keruntuhan. Dua buah mechanical gauge (dial gauge) dipasang di tengah-tengah bentang pada kedua sisi samping balok untuk mengukur lendutan yang terjadi selama proses pembebanan. Lebar retak diamati dengan Crack Detector dengan akurasi 0.001 mm pada lokasi tulangan tarik untuk setiap peningkatan beban setelah retak pertama terjadi. Perkembangan retak (crack progress) juga diamati dan ditandai untuk setiap peningkatan beban

Gambar 3. Setup pengujian dan penampang balok T perkuatan

Efektivitas Jacketing Method Menggunakan Self Compacting Concrete (Scc) Untuk Perkuatan Balok T Beton Bertulang

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 143

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada saat pengujian benda uji balok, kuat tekan beton perkuatan sedikit lebih besar daripada kuat tekan balok kontrol yaitu 24.91 MPa untuk balok kontrol dan 26,28 MPa untuk beton perkuatan SCC. Perbedaan kuat tekan rencana dengan benda uji tidak berpengaruh besar karena perbandingan terhadap benda uji dilakukan untuk kondisi kuat tekan yang sama. Hasil pengujian yang dibahas meliputi, pola dan lebar retak, lendutan, mode keruntuhan, kekakuan dan kapasitas dari balok uji.

3.1 Pola dan Lebar Retak Pola retak pada semua benda uji balok menunjukkan pola retak lentur, dimana retak-retak yang terjadi dengan arah rambatnya vertikal terhadap sumbu memanjang balok. Retak –retak awal terjadi di daerah momen maksimum, yaitu diantara kedua beban mendekati tengah bentang balok. Balok mengalami keruntuhan pada beban maksimum yang ditandai dengan melebarnya retak dan melelehnya baja tulangan yang ditandai terjadinya lendutan yang besar sampai keruntuhan terjadi pada balok uji. Jarak retak yang terjadi pada kedua balok kontrol (B-I dan B-IV) secara umum relatif sama serta menunjukkan pola rambat retak yang serupa. Namun pada balok dengan perkuatan B-II dan B-III menunjukkan distribusi retak yang lebih rapat, hal ini tampak dari jumlah retak yang terjadi di sepanjang momen maksimum lebih banyak daripada jumlah retak yang terjadi pada balok kontrol. Peningkatan jumlah retak dan jarak retak yang semakin rapat menunjukan bahwa lekatan antara beton perkuatan dengan balok sangat baik. Jarak retak dan jumlah retak juga menentukan lebar retak yang terjadi. Adapun pola retak pada semua benda uji pada akhir pengujian dapat dilihat pada Gambar 4. Tabel 2. Lebar retak semua benda uji

Lebar Retak eksperimen (mm) Beban

(kN) B-I B-II B-III B-IV

24,0 4,5 - - -

26,5 6,5 0,01 0,01 0,01

42,0 - 0,50 0,50 0,40

51,0 - 1,00 1,00 3,00

55,0 - 1,50 2,00 6,00

57,0 - 5,00 4,00 8,00

58,0 - 5,03 4,07 -

58,5 - 5,05 - -

Tabel 2 menunjukkan bahwa lebar retak pada balok B-II, B-III dan B-IV pada pembebanan awal, yaitu 26,5 kN hingga beban 42 kN menunjukkan kondisi yang relatif sama, sedangkan pada pembebanan selanjutnya tampak perbedaan yang terjadi cukup besar antara lebar retak balok dengan perkuatan (B-II dan B-III) dengan balok kontrol B-IV. Pada beban ultimit balok B-IV (57 kN), lebar retak yang terjadi pada balok B-II dan B-III adalah 37,5 % dan 50 % lebih kecil daripada lebar retak B-IV (8 mm), dengan kondisi jarak penyebaran retak yang relatif sama.

Hal ini disebabkan karena retak yang terjadi pada balok ditahan/mengalami pengekangan oleh beton perkuatan yang memiliki kuat tekan f’c yang lebih besar sehingga cukup efektif dalam hal mengurangi lebar retak yang terjadi.

(a) Balok Kontrol B-I

(b) Balok Perkuatan B-II

I K. Sudarsana, D.P.G Sugupta, dan I K.G. Kochiana

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 144

(c ) Balok T Perkuatan B-III

(d ) Balok T Kontrol B-IV

Gambar 4. Pola retak benda uji Balok T setelah mengalami keruntuhan

3.2 Lendutan Benda Uji Balok T.

Lendutan di tengah bentang balok dicatat setiap peningkatan beban 2,5 kN untuk awal pembebanan hingga beban mencapai 10 kN, kondisi beban mendekati beban retak pertama, selanjutnya pencatatan dilakukan untuk peningkatan beban sebesar 1 kN sampai beban runtuh.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30 35

Lendutan (mm)

Beban

(kN

) B.II

B.III

B.IV

B.I

Gambar 5. Hubungan beban dan lendutan balok

Hubungan antara beban dan lendutan hasil eksperimen dari semua benda uji balok dapat dilihat pada Gambar 5. Diagram tegangan-regangan semua balok dapat dibagi dalam tiga kondisi yaitu kondisi sebelum retak (elastis), setelah retak namun tulangan belum mencapai leleh, dan tulangan mulai leleh. Gambar 5 juga menunjukkan bahwa semua balok mengalami deformasi yang cukup panjang sebelum mengalami keruntuhan. Hal ini mengidentifikasikan bahwa keruntuhan yang terjadi merupakan keruntuhan lentur dengan baja tulangan mengalami leleh.

Dari diagram P-δ pada Gambar 5, dapat dilihat bahwa balok perkuatan B-II dan B-III mampu berperilaku seperti balok kontrol yang dicor monolit B-IV. Pada awal pembebanan, Balok B-II mengalami deformasi yang lebih besar namun pada akhirnya setelah baja tulangan mengalami leleh, perilakunya mendekati B-III dan B-IV. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan lapis beton perkuatan pada sisi-sisi badan balok dengan cara yang diuraikan pada Sub-bab 2.3 menghasilkan lekatan yang cukup efektif.

3.3 Kekakuan (k)

Nilai kekakuan (k) benda uji dihitung berdasarkan hubungan k = P/δ dari kemiringan garis singgung diagram P-δ eksperimen untuk tiga kondisi balok yaitu kondisi elastis, sebelum baja leleh dan setelah baja tulangan mengalami leleh seperti ditampilkan pada Gambar 6. Hasil perhitungan kekakuan dan perbandingannya terhadap kekakuan balok kontrol B-I diberikan pada Tabel 3.

Efektivitas Jacketing Method Menggunakan Self Compacting Concrete (Scc) Untuk Perkuatan Balok T Beton Bertulang

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 145

Tabel 3. Perbandingan kekakuan benda uji balok

Kekakuan setiap kondisi benda uji balok (kN/m) Tipe

Balok Sebelum retak (elastic) Setelah Retak, sebelum baja leleh Setelah baja leleh

Kekakuan (k) % Kekakuan (k) % Kekakuan (k) %

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

B-I 12.771,08 100,00 2463,96 100,00 402,00 100,00

B-II 10.400,00 81,43 3463,75 140,58 340,30 84,65

B-III 26.789,84 209,77 6529,77 265,01 305,10 75,90

B-IV 29.230,77 228,88 5927,60 240,57 308,88 76,84

Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa kekakuan balok setelah retak mengalami penurunan masing-masing sebesar 80,7%, 66,7%, 75,63% dan 79,72 % untuk Balok B-I, B-II, B-III dan B-IV. Penurunan kekakuan lebih lanjut terjadi setelah baja tulangan mengalami leleh yaitu masing-masing pada beban 23,5kN, 55,5kN, 57 kN dan 53,5kN hingga beban maksimum yaitu sebesar 83,684%, 90,175%,95,328% dan 97,79% dari kondisi sebelumnya. Pada Tabel 3 juga ditampilkan bahwa perkuatan balok B-III menghasilkan kekakuan yang lebih baik dibandingkan dengan perkuatan pada balok B-II. Perbedaan ini hanya diakibatkan oleh cara pengangkeran sengkang tambahan pada balok perkuatan. Pengangkeran sengkang pada badan balok (B-III) lebih efektif dibandingkan dengan overlapping pada sisi atas pelat (B-II). Kekakuan Balok B-III pada kondisi elastis hingga kondisi pasca retak adalah masing-masing sebesar 257,6% dan 188,52% dari kekakuan balok perkuatan B-II. Nilai kekakuan (k) hasil eksperimen balok perkuatan B-III pada kondisi elastis adalah sebesar 26789,838 kN/m atau sekitar 91,65 % dari kekakuan balok kontrol B-IV yaitu sebesar 29230,77 (kN/m). Hal ini menunjukkan bahwa perkuatan Balok B-III dapat memberikan kekakuan yang relatif sama dengan balok cor monolit (B-IV).

(a) Balok Kontrol B-I

(b) Balok Perkuatan B-II

(c) Balok perkuatan B-III

(d) Balok Kontrol B-IV Gambar 6. Kekakuan pada masing-masing benda uji

I K. Sudarsana, D.P.G Sugupta, dan I K.G. Kochiana

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 146

3.4 Mode Keruntuhan dan Kapasitas Balok Keseluruhan benda uji mengalami keruntuhan lentur yang ditandai dengan lelehnya baja tulangan. Mode keruntuhan ini sesuai dengan yang diharapkan dalam mendesain baik balok kontrol maupun balok dengan perkuatan. Balok dengan perkuatan memiliki kapasitas ultimit sedikit di atas balok kontrol B-IV dimana dimensi dan tulangan balok adalah sama. Perbedaan beban ultimit yang mampu dipikul oleh balok perkuatan merupakan kontribusi dari perbedaan kuat tekan beton perkuatan dengan beton balok kontrol. Hal ini juga menunjukkan lapis beton perkuatan yang dipergunakan pada metode ini mampu berperilaku komposit dengan beton kontrol. Pengangkeran sengkang tidak memberikan pengaruh yang significant terhadap beban maksimum balok begitu juga terhadap mode keruntuhan yang terjadi. Tabel 4. Kapasitas dan mode keruntuhan

Tipe f'c Pcr Py Pmax Mcr My Mult Mode

Balok (Mpa) (kN) (kN) (kN) (kN.m) (kN.m) (kN.m) Keruntuhan

B-I 22,08 10,0 23,5 26,5 4,0 9,40 10,60 Lentur

B-II 22,08 (26,28) 27,0 55,5 58,0 10,8 22,20 23,20 Lentur

B-III 22,08 (26,28) 26,5 57,0 58,5 10,6 23,00 23,40 Lentur

B-IV 22,08 27,0 53,5 57,0 10,8 21,40 22,80 Lentur

Penambahan perkuatan setebal +/- 50 mm dengan tambahan baja tulangan lentur meningkatkan beban maksimum sebesar 218,87% untuk B-II dan 220,75% untuk B-III terhadap beban maksimum balok kontrol B-I. Bila dibandingkan dengan balok kontrol B-IV, kapasitas ultimit balok B-II dan B-III masing-masing sebesar 101,75% dan 102,63%. Hal ini menunjukkan bahwa model perkuatan dengan penambahan dimensi dengan metode jacketing cukup efektif meningkatkan kapasitas balok.

(a) Balok B-I

(b) Balok B-II

Gambar 7. Kegagalan benda uji setelah pengujian

4. SIMPULAN DAN SARAN

4.1 Simpulan

Berdasarkan hasil analisis data penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Perkuatan balok dengan metode jacketing menggunakan self compacting concrete (SCC) untuk menambah dimensi balok cukup efektif dalam meningkatkan beban retak pertama, kekakuan dan kapasitas balok serta mengurangi lebar dan jarak retak yang terjadi.

2. Pola keruntuhan balok perkuatan dengan metode jacketing masih merupakan pola keruntuhan lentur, yang ditunjukan dengan terjadinya retak lentur pada daerah momen maksimum yang lebarnya terus bertambah hingga balok mengalami keruntuhan akibat melelehnya baja tulangan.

3. Penggunaan beton SCC dapat mengurangi susut beton perkuatan yang ditunjukkan dengan tidak tampaknya retak susut pada permukaan beton dan dapat berperilaku seperti balok cor monolit.

4. Sistem perkuatan dengan pengangkeran sengkang tambahan pada badan balok (B-III) menghasilkan perilaku balok yang lebih baik daripada pengangkeran sengkang dengan overlapping pada pelat (B-II) ditinjau dari kapasitas layan balok.

Efektivitas Jacketing Method Menggunakan Self Compacting Concrete (Scc) Untuk Perkuatan Balok T Beton Bertulang

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 147

4.2 Saran

Perkuatan dengan penambahan dimensi menggunakan SCC dengan pengangkeran sengkang pada badan balok (B-III) dapat meningkatkan perilaku balok lebih efektif dan efisien. Namun, masih perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mengetahui regangan yang terjadi pada baja tulangan tambahan pada balok perkuatan.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Jurusan Teknik Sipil, FT, UNUD telah membiayai penelitian ini melalui Program SP4 Tahun ke-2. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Teknisi Laboratorium Struktur, Jurusan Teknik Sipil, FT, UNUD dan kolega staf akademik di Jurusan Teknik Sipil, UNUD atas diskusinya selama penelitian ini dilakukan.

DAFTAR PUSTAKA

Andayani, N. K. (2002). “Pengaruh Perbaikan Beton Daerah Tarik Terhadap Perilaku Lentur Balok Beton Bertulang”, Tugas Akhir, Program Studi Teknik Sipil, Fak. Teknik, Universitas Udayana, Denpasar, 78p.

Badan Standarisasi Nasional. (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-

2847-2002, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung. Branson, E. and Sabnis, G. M. (1979). Handbook of Composit Construction Engineering, Van Nostrand Reinhold

Company, New York 10020, 380p. Cheong, H. K. and Alevey, N. M. (2000). “Experimental Behaviour of Jacketed Reinforced Concrete Beams”.

Journal of Structural Engineering, Vol. 126, No.6, Juni 2000, pp.692 – 699. Ferraris, F. C., Brower, L., Ozylidrim C. and Daczko, J. (2000). “Workability of Self Compacting Concrete.

Proceeding of International Symposium on High performance Concrete, September, pp.398 – 407. Reis, A. P. A. and Hanai, J. B. (1998). “Strengthening of Reinforced Concrete Beams by Means of Steel Plate Bars

and High Performance Cement Mortar”. Proceeding of International Symposium on Innovative World of

Concrete, Vol. II, pp. 14.3 – 14.10. Vinolia D. N. (2002). “Pengaruh Perbaikan Beton Terhadap Kuat Tarik Lentur Balok Beton Bertulang”. Tugas

Akhir, Program Studi Teknik Sipil, Fak. Teknik, Universitas Udayana, Denpasar, 85p

I K. Sudarsana, D.P.G Sugupta, dan I K.G. Kochiana

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 148