Perilaku sambungan balok-kolom eksterior pracetak dengan sambungan kabel strand berdasarkan metode eksperimental

HUTAURUK, Abraham Hasiholan, Dr. -Ing. Ir. Andreas Triwiyono

2008 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Indonesia adalah negara yang rawan terkena gempa. Bencana gempa menyebabkan kerusakan pada banyak struktur bangunan. Salah satunya adalah struktur sistem precast yang mulai berkembang di Indonesia sejak era 1970-an. Sistem precast lebih disukai dibanding monolit karena kualitas elemen yang lebih terjamin serta waktu konstruksi yang lebih cepat. Permasalahan utama sistem precast adalah perilaku sambungan yang berbeda dengan monolit. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan parameter, beban crack, yield dan ultimit, kekakuan dan reduksi kekakuan titik kumpul, daktilitas, disipasi energi serta pola retak. Benda uji terdiri dari 2 joint balok-kolom eksterior precast (JBKEP-1 dan JBKEP-2) dan 1 joint balok-kolom eksterior monolit (JBKEM, sebagai kontrol) yang dimodelkan berdasarkan teori buckingham dengan skala 1:2. Joint precast terdiri dari elemen balok G-1 (125×200×1195)mm, G-2 (125×200×200)mm serta elemen kolom K-1 dan K-2 (150×150×657,5)mm. Sambungan yang digunakan berupa kabel strand Ø ¼" dan grouting Conbextra GP. Ukuran joint JBKEM sama dengan ukuran elemen precast. Pengujian dilakukan dengan cara, ujung elemen K-2 diberi tumpuan rol, ujung elemen K-1 diberi tumpuan sendi dan elemen G-1 adalah cantilever dengan beban statik vertikal pada ujungnya. Pembebanan dilakukan sesuai drift ratio dalam ACI T1.1-01 dan dihentikan saat terjadi penurunan beban 10-20% dari beban puncak drift ratio sebelumnya. Pada pengujian joint JBKEP-1 mengalami kegagalan karena pengaruh berat sendiri elemen balok G-1 yang dominan dan untuk joint JBKEP-2 dan JBKEM dilakukan perubahan setting-up pengujian. Dari pengujian didapatkan beban crack, yield dan ultimit joint JBKEP-2 adalah 166 kg, 640 kg, 669 kg untuk beban tarik dan 100 kg, 450 kg, 464 kg untuk beban tekan. Sedangkan joint JBKEM nilainya lebih besar dimana untuk beban tarik mencapai 540 kg, 2300 kg, 2714 kg dan untuk beban tekan mencapai 352 kg, 1100 kg, 1272 kg. Hal tersebut mengakibatkan kekakuan joint JBKEP-2 hanya sebesar 14,718 kg/mm untuk beban tarik, 8,169 kg/mm untuk beban tekan dan 11,444 kg/mm untuk kekakuan rata-rata. Pada joint JBKEM, kekakuan yang dihasilkan mencapai 131,910 kg/mm untuk beban tarik, 73,349 kg/mm untuk beban tekan dan 102,630 kg/mm untuk kekakuan rata-rata. Reduksi kekakuan joint JBKEP-2 adalah sebesar 0,112 untuk beban tarik, 0,111 untuk beban tekan dan 0,112 untuk reduksi kekakuan rata-rata. Daktilitas joint JBKEP-2 mencapai 2,047 untuk beban tarik, 1,545 untuk beban tekan, 1,796 untuk daktilitas rata-rata dan untuk joint JBKEM sebesar 2,024 untuk beban tarik, 2,441 untuk beban tekan, 2,233 untuk daktilitas rata-rata. Disipasi energi joint JBKEP-2 mencapai maksimum pada drift ratio 7,88 dengan nilai 28934,02 kg.mm dan untuk joint JBKEM maksimum tercapai pada drift ratio 3,50 dengan nilai 57499,50 kg.mm. Pada joint JBKEP-2 terjadi kegagalan sambungan dengan indikasi timbul retak pada leher sambungan serta terjadi spalling pada elemen balok G-1 dan slip antara kabel sling dengan grouting. Sedangkan pada joint JBKEM timbul retak yang merata pada balok dan kolom serta spalling pada elemen balok G-1 hingga selimut beton terkelupas

Indonesia is a country which is common in earthquake occurrence. The earthquake caused a large number of damaged on bulding structures. For example is the precast system structures that grew up in Indonesia since 1970. The precast system has advantages compare to monolith such as better element quality and less construction time. The different connection behaviour to monolith become the main problem on precast system. This research was conducted to find crack, yield and ultimit load, joint stiffness reduction and stiffness, ductility, energy dissipation and crack pattern. Two precast exterior beam-column joint (JBKEP-1 and JBKEP-2) and one monolith exterior beam-column joint (JBKEM, control) were made and modelled based on buckingkam’s theorem with scale 1:2. Precast joint consist of beam element G-1 (125×200×1195)mm, G-2 (125×200×200)mm and column element K-1 and K-2 (150×150×657,5)mm. Sling cable Ø ¼" and Conbextra GP grouting are used as a connection. The dimension of JBKEM joint is exactly the same with the dimension of precast element. Joint was tested on the conditions, a supporting roller is given at the end of the element K-2, a supporting hinge is given at the end of element K-1 and vertical static load is applied at the end of elemen G-1 which is cantilever. According to ACI T1.1-01 code, the loading based on drift ratio and stopped when the load decreased 10-20 % from the previous drift ratio peak load. The influence of beam element G-1 self-weight caused the failure on JBKEP-1 joint testing and by that the setting-up for the JBKEP-2 and JBKEM joint testing is changed. For the crack, yield and ultimit load condition, JBKEP-2 joint reached 166 kg, 640 kg, 669 kg on tension load and 100 kg, 450 kg, 464 kg on compression load. Meanwhile JBKEM joint reached higher, 540 kg, 2300 kg, 2714 kg on tension load and 352 kg, 1100 kg, 1272 kg on compression load. That things made the stiffness of JBKEP-2 joint results only 14,718 kg/mm on tension load, 8,169 kg/mm on compression load an 11,444 kg/mm for the average. The stiffness of JBKEM joint was 131,910 kg/mm on tension load, 73,349 kg/mm on compression load and 102,630 kg/mm for the average. The stiffness reduction for JBKEP-2 joint was 0,112 on tension load, 0,111 on compression load and 0,112 for the average. Ductilty both on JBKEP-2 and JBKEM joint reached 2,047 and 2,024 on tension load, 1,545 and 2,441 on compression load, 1,796 and 2,233 for the average. Dissipation energy reached its maximum on drift ratio 7,88 with 28934,02 kg.mm for JBKEP-2 joint and drift ratio 3,50 with 57499,50 kg.mm for JBKEM joint. Spalling on beam element G-1 and slip between sling cable and grouting occurred on JBKEP-2 joint and crack on the connection neck indicates the connection failure. Meanwhile, spalling on beam element G-1 caused the concrete cover on JBKEM joint is peeled off and the crack was spread along beam and column.

Kata Kunci : precast, sambungan, joint eksterior, balok-kolom, connection, exterior joint, beam-column