Pengaruh bentuk dan konfigurasi sengkang pada pengekangan daerah sendi plastis ujung balok terhadap peningkatan kekuatan dan daktalitas

AYU, Dian Sestining, Dr.-Ing.Ir. Andreas Triwiyono

2005 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Mekanisme keruntuhan akibat beban gempa pada struktur bangunan tahan gempa yang dirancang daktail penuh diharapkan berperilaku kolom kuat balok lemah (strong columns weak beams). Hal ini berarti bahwa bagian yang direncanakan mengalami keruntuhan terlebih dahulu terjadi pada balok, yaitu pada bagian sendi plastis di ujung balok. Permasalahan timbul ketika pada sendi plastis, tulangan gesernya relatif rapat dan dimungkinkan terjadi sarang kerikil di tempat tersebut, sehingga sendi plastis yang diharapkan bisa berperan dalam menentukan mekanisme keruntuhan tidak mampu bekerja secara maksimal karena betonnya keropos. Penelitian ini mempelajari pengaruh confinement atau pengekangan dengan pengikat pada daerah sendi plastis yang dilakukan dengan memberikan beberapa variasi bentuk dan konfigurasi sengkang. Benda uji berbentuk joint atau sambungan eksterior balok-kolom-plat yang berjumlah enam buah. Lima buah benda uji dengan pengekangan dan pengikat yaitu BPCT, BPBK, BPRV, BPRH dan BPRB sementara satu buah benda uji tanpa pengekangan dan pengikat BTP dijadikan acuan dalam pengujian dan pembahasan. Dengan luasan sengkang yang sama antara benda uji dengan dan tanpa pengekangan membawa pengaruh jarak antar sengkang yang lebih renggang pada benda uji tanpa pengekangan dengan pengikat. Pengujian didahului dengan memberikan beban aksial tetap pada kolom sebesar 0,15.f’c.Ag kemudian diikuti dengan beban siklik berupa beban lateral pada ujung balok yang merupakan simulasi dari beban gempa. Pada pengujian tahap load controlled beban siklik dihentikan ketika displacement leleh (Δy) tercapai, sementara beban siklik untuk tahap displacement controlled dihentikan pada saat kapasitas strooke aktuator hampir mendekati maksimum. Hasil penelitian menunjukkan nilai kekakuan semua benda uji pada pengujian tahap load controlled mengalami penurunan yang cukup tajam sebesar 12,912%-53,38% sampai dengan retak pertama kemudian sedikit demi sedikit menurun sampai akhir pengujian. Pada pengujian tahap displacement controlled penurunan kekakuan terjadi sedikit demi sedikit untuk tiap siklus pada semua benda uji. Serapan energi untuk benda uji dengan pengekangan dan pengikat mengalami peningkatan 25,017%-62,858% dibandingkan dengan benda uji tanpa pengekangan dan pengikat. Daktilitas benda uji dengan pengekangan dan pengikat juga mengalami peningkatan 2,0%-33,841% dibandingkan dengan benda uji tanpa pengekangan dan pengikat. Secara umum kerusakan dan retakan masih tetap terjadi pada daerah sendi plastis tanpa terjadi retakan pada joint atau kolom. Sampai saat pengujian berakhir tidak terjadi retak diagonal atau retak geser pada semua benda uji, semua retak yang terjadi berupa retak lentur.

The collapse mechanism that caused by earthquake loads to the building structures which is designed full ductility to be obtained have behaviour strong columns weak beams. It means that the part of structures which designed getting failure first is the beams, especially in the plastic hinge at the end of the beams. There is a problem that in the plastic hinge the gap between shear reinforcement become very close and maybe there is a honey comb in that place, so the plastic hinge which be hope can be worked to determined the failure mechanism cannot be done optimally because the concrete is not compact. This experiment studied the influences of confinement in the plastic hinge region which is done by give some shape variations and configurations of shear reinforcement. There are six models of exterior beam-column-plat joint. Five models with confinement in the plastic hinge region are BPCT, BPBK, BPRV, BPRH and BPRB, while the model without confinement (BTP) as the standard in the test and study. By the same areas of shear reinforcement for the models with and without confinement, give the result that the gap of shear reinforcement became more wide for models with confinement. The test starting by the permanent axial loads in the column as 0,15.f’c.Ag and then followed by cyclic loads as the lateral loads at the end of beam as the simulated of earthquake loads. In load controlled testing step the cyclic load is stopped until displacement yield (Δy) reached while in displacement controlled testing step cyclic loads is stopped until the stroke actuator capacity almost reached maximum. The result of this experiment showed that the stiffness for all models in the load controlled testing step decreasing very sharp (12,912%-53,38%) until first crack and then decreased move forward a little until the end of this testing step. In the displacement controlled testing the decrease of the stiffness move forward a little for each cycle for all models. Dissipation energy for confinement models increased 25,017%-62,858% compare than without confinement models. Ductility for confinement models also increased 2,0%-33,841% compare than without confinement models. Generally, the failure and crack occur in plastic hinge region, without failure and crack in the joint or column. Until the end of the testing there is no diagonal crack or shear crack to all models, the all crack is a bending crack.

Kata Kunci : Struktur Rangka,Beton Bertulang,Daktilitas,Konfigurasi Sengkang, exterior reinforced concrete beam-column joint, confinement, cyclic loads