PERILAKU SAMBUNGAN BALOK BETON PRACETAK DAN KORBEL BAJA IWF DI DAERAH SENDI PLASTIS

HERY KRISTIYANTO, Dr.-Ing. Ir. Andreas Triwiyono; Dr. Ir. H. Muslikh, M.Sc., M.Phil.; Ashar Saputra, S.T., M.T., Ph.D.

2021 | Disertasi | DOKTOR TEKNIK SIPIL

Sambungan merupakan bagian penting pada struktur gedung beton pracetak dalam memberikan kekuatan dan menyalurkan gaya-gaya antar komponen struktur pracetak yang disambung. Penempatan sambungan di daerah potensi sendi plastis pada balok dekat muka kolom dapat dibuat sederhana, dengan pengerjaan mudah dan cepat. Dalam penelitian diuji model sambungan ujung balok antara beton pracetak dan korbel baja IWF dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh model sambungan terhadap kekuatan, disipasi energi, kekakuan, daktilitas, dan mekanisme keruntuhan pada balok. Rasio kekuatan dan kekakuan antara balok beton pracetak dengan balok baja IWF dihitung untuk memastikan sendi plastis terjadi pada balok beton pracetak. Benda uji dalam penelitian ini berjumlah 3 unit dengan variasi pada model sambungan. Benda uji 1 menggunakan sambungan las untuk menghubungkan kedua ujung balok. Benda uji 2 sama seperti benda uji 1 dengan ujung balok berjarak 3 mm yang disisipi pelat baja. Benda uji 3 dengan sambungan baut untuk menghubungan kedua ujung balok. Semua benda uji menggunakan balok beton pracetak berukuran 400 x 200 mm, balok baja IWF 350 x 175 mm dan kolom baja H 300 x 300 mm, untuk membentuk sambungan kantilever yang diuji dengan memberikan beban siklik bolak-balik pada ujung balok. Dalam hal ini sesuai program pembebanan SNI 7834 tahun 2012 tentang Metode Uji dan Kriteria Penerimaan Sistem Struktur Rangka Pemikul Momen. Selanjutnya dilakukan analisis pengaruh model sambungan terhadap kekuatan, disipasi energi, kekakuan, daktilitas, dan mekanisme keruntuhan balok. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa model sambungan yang dirancang merupakan sambungan kuat sehingga keruntuhan terjadi di luar sambungan, yaitu pada daerah sendi plastis balok beton pracetak. Rasio degradasi kekuatan menunjukan hasil maksimum 20%, memenuhi persyaratan maksimal 25% dalam ACI 374.1:2005. Disipasi energi relatif rata-rata sebesar 44,40%, memenuhi persyaratan minimal 12,5% dalam SNI 7834:2012. Persentase kekakuan siklus pertama pada rasio Δ/L 3,5% menunjukan hasil minimum 21,9%, memenuhi persyaratan minimal 5% dalam SNI 7834:2012. Model sambungan memiliki daktilitas minimum 6,37 yang dikatagorikan sebagai sistem struktur dengan daktilitas penuh. Pola keruntuhan memenuhi mekanisme kegagalan lentur. Model sambungan mampu menyalurkan gaya-gaya yang bekerja di antara kedua balok yang disambung. Adanya pelat sisip pada celah sambungan sebagai toleransi fabrikasi batang pracetak tidak berpengaruh pada kinerja sambungan.

Joints are essential parts of precast concrete providing strength and transmitting forces between the joint structure components. The connections in the potential areas of plastic joints on the beam near the column's face are made simple, with easy and fast processing. The beam end joint model between precast concrete and IWF steel were tested to determine the joint model's strength, energy dissipation, stiffness, ductility, and the mechanism of the beam collapse. The strength and stiffness ratio between precast concrete and IWF steel beams were evaluated to ensure the presence of plastic joints. The test specimens consist of 3 units with variations in the connection model. The test object 1 used welding joints in connecting the two ends of the beam, while test object 3 used bolting. The test object 2 was the same as that of 1, with both ends of the beam having a distance of 3 mm, and inserted with a steel plate into the beam. All specimens used precast concrete beams have dimension of 400 x 200 mm, IWF 350 x 175 mm steel beams, and H 300 x 300 mm steel columns, to form cantilevered joints, which were tested by placing alternating cyclic loads at the beam end. This was consistent with the 2012 7834 SNI loading program concerning Test Methods and Criteria for Accepting Moment Frame Structure System. The next step was analyzing the connection model's strength, energy dissipation, stiffness, ductility, and the mechanism of beam collapse. The results showed that the designed connection model was strong, therefore, collapse occurred outside the connection such as, the plastic hinge area of precast concrete beams. The strength degradation ratio shows a maximum of 20%, which satisfies the ultimate requirement of 25% in ACI 374.1: 2005. The average relative energy dissipation is 44.40%, which meets the minimum standards of 12.5% in SNI 7834: 2012. The stiffness percentage of the first cycle at a ratio of Δ / L 3.5% indicates a minimum of 21.9%, which meets the minimum requirements of 5% in SNI 7834: 2012. The joint model has a minimum ductility of 6.37, categorized as a structural system with full ductility. The failure pattern occurred in the mechanism of flexure. Furthermore, the connection model transmitted forces between the two jointed beams with the adition of inserted plates in the joint gap, to accomodate the fabricating tolerance for precast members. It did not affect the connection performance.

Kata Kunci : balok, beton, pracetak, sambungan kuat, sendi plastis