Platyang dijadikan sebagai media ini meliputi papan kayu, plat logam, 1embaran kaga akrilik, lembaran linoleum atau batu litografi. Seni grafis lain yang disebut dengan senigrafi atau cetak saring (screen-printing) menggunakan lembaran kain berpori yang direntang pada sebuah kerangka. Teknik Prinsip Karya Seni Grafis
ArticlePDF Available Abstract and FiguresPenelitian terhadap penggunaan lembaran FRP sebagai kombinasi penulangan lentur dan geser telah dilakukan. Aggregate coating memberikan kontribusi yang signifikan terhadap sistem lekatan. Sistem penulangan menerus FRP dapat menjaga balok dari runtuh. Fiber Reinforced Polymer FRP sudah banyak dipergunakan untuk perkuatan konstruksi beton bertulang maupun untuk penulangan internal beton. Namun penggunaan FRP sebagai penulangan internal pada struktur beton, masih didominasi dengan penggunakan tulangan Bar FRP Bars. Sementara penggunaan FRP tipe lembaran FRP Sheet masih terbatas dikarenakan kesulitan dalam pemahaman metode desain dan juga permasalahan debonding antara lembaran FRP dan beton. Tulisan ini membahas cara mendesain balok beton dengan menggunakan penulangan lembaran FRP, baik berupa lembaran FRP tipe pelat, maupun lembaran FRP yang kontinyu yang dapat dipergunakan sebagai kombinasi penulangan lentur dan geser. Hasil penelitian yang sudah diseleksi juga ditampilkan dalam tulisan ini sebagai perbandingan dengan teori yang dikembangkan. Kata kunci Desain, Balok beton, FRP - uploaded by Fikri AlamiAuthor contentAll figure content in this area was uploaded by Fikri AlamiContent may be subject to copyright. Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for freeAuthor contentAll content in this area was uploaded by Fikri Alami on Jan 15, 2021 Content may be subject to copyright. Rekayasa Jurnal Ilmiah Fakultas Teknik Universitas Lampung, 241, April 2020, 6-9 6 Desain balok beton menggunakan penulangan lembaran continue fiber reinforced polymer FRP Fikri Alamia,* a Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung, Jl. Soemantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung, 35145, Indonesia Penelitian terhadap penggunaan lembaran FRP sebagai kombinasi penulangan lentur dan geser telah dilakukan. Aggregate coating memberikan kontribusi yang signifikan terhadap sistem lekatan. Sistem penulangan menerus FRP dapat menjaga balok dari runtuh. Riwayat artikel Diterima 12 Nopember 2019 Diterima setelah diperbaiki 24 Februari 2020 Diterima untuk diterbitkan 27 Februari 2020 Tersedia secara online 12 Maret 2020 Fiber Reinforced Polymer FRP sudah banyak dipergunakan untuk perkuatan konstruksi beton bertulang maupun untuk penulangan internal beton. Namun penggunaan FRP sebagai penulangan internal pada struktur beton, masih didominasi dengan penggunakan tulangan Bar FRP Bars. Sementara penggunaan FRP tipe lembaran FRP Sheet masih terbatas dikarenakan kesulitan dalam pemahaman metode desain dan juga permasalahan debonding antara lembaran FRP dan beton. Tulisan ini membahas cara mendesain balok beton dengan menggunakan penulangan lembaran FRP, baik berupa lembaran FRP tipe pelat, maupun lembaran FRP yang kontinyu yang dapat dipergunakan sebagai kombinasi penulangan lentur dan geser. Hasil penelitian yang sudah diseleksi juga ditampilkan dalam tulisan ini sebagai perbandingan dengan teori yang dikembangkan. Kata kunci Desain, Balok beton, FRP sheet. 1. Pendahuluan FRP adalah material komposit yang terbuat dari material polymer yang diperkuat dengan serat-serat seperti, Carbon, Aramid, Glass dan Basalt. Kekuatan dan kekakuan utamanya diperoleh dari serat dan perekat yang mengikat serat-serat untuk membentuk komponen struktur dan non-struktur. FRP mempunyai sifat yang menguntung-kan diantaranya adalah merupakan material yang tidak berkorosi sehingga berpotensi menggantikan tulangan baja, mempunyai kuat Tarik yang tinggi dan juga ringan. Namun FRP juga mempunyai kekurangan diantaranya adalah sifatnya yang getas sehingga perlu desain khusus untuk memperlakukan material ini jika dipergunakan sebagai tulangan internal utama dalam struktur beton. * Penulis koresponden. Alamat e-mail F. Alami. Peer review dibawah tanggung-jawab Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung. 2. Metode Penelitian FRP untuk perkuatan eksternal struktur Perkuatan struktur merupakan suatu usaha untuk meningkatkan masa layan atau fungsi dari bangunan [1, 2]. Perkuatan struktur dilakukan untuk menanggulangi kerusakan pada elemen struktur, perubahan fungsi bangunan dan kesalahan pada waktu melakukan perencanaan ataupun pelaksanaan. Gambar 1 menunjukkan pada elemen balok beton bertulang dan pelat dimana selimut beton telah hancur dan tulangan lentur terekspose terhadap lingkungan. Dengan terekspose-nya tulangan maka korosi akan cepat terjadi dan struktur akan mengalami penurunan kinerja jika terus dibebani. Sedangkan Gambar 2 menunjukan aplikasi penggunaan CFRP sebagai penulangan eksternal pada balok dan dinding batu bata. Penggunanan serat kontinus dua arah biaxial fiber sheet pada balok dapat diaplikasikan sebagai tulangan lentur sekaligus tulangan Tarik. Pada Gambar 2 lembaran FRP dengan arah serat utama searah tinggi dinding dipasang sebagai penulangan lentur eksternal untuk meningkatkan kapasitas momen lenturnya. REKAYASA Jurnal Ilmiah Fakultas Teknik Universitas Lampung Diterbitkan oleh Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung Rekayasa Jurnal Ilmiah Fakultas Teknik Universitas Lampung, 241, April 2020, 6-9 7 Gambar 1 Contoh kerusakan pada elemen struktur beton a balok, dan b pelat Gambar 2, a Perkuatan geser balok beton bertulangan dengan FRP wrap; b Perkuatan dinding batu bata dengan menggunakan FRP tipe wrap. FRP sebagai penulangan internal struktur FRPs sukses digunakan dalam aplikasi-aplikasi teknik sipil lebih dari 3 dekade [3]. Namun aplikasi pertama yang diketahui FRP sebagai penulangan internal dalam struktur beton di laporkan pada tahun 1996. Ini karena FRPs adalah sebuah solusi yang efisien dan terjangkau dalam menggantikan tulangan baja dalam struktur beton karena ketahanan terhadap karat, berat yang ringan, tahan lama dan punya kekuatan tinggi. Aplikasi FRP sebagai tulangan internal dalam bentuk bar dapat dilihat pada Gambar 3 yaitu sebagai penulangan lantai jembatan. Sedangkan pada Gambar 4 lembaran FRP dipergunakan pada elemen-elemen panel, kolom, dan balok beton bertulang baik sebagai bekisting sekaligus penulangan luar. Lembaran serat dry fabric sebelum di curing dengan resin yg ber-prospek pada pembentukan system 2D/3D penulangan baru, memungkinkan penggunaan material secara efektif dan efisien. Meskipun FRP fabric potensial, sedikit penelitian pada penggunaan tulangan ini secara internal dilaporkan dalam beberapa literatur. Gambar 3. a Penerapan FRP reinforcing bars pada lantai jembatan Salmon River Bridge, British Columbia; b Pemakaian GFRP dan CFRP reinforcement pada lantai Wotton Bridge. Konsep desain FRP sebagai penulangan internal Metode utama kompatibilitas tegangan-regangan dan keseimbangan gaya dapat digunakan untuk mendesain balok beton dengan tulangan FRP dengan berbagai macam bentuk. Kurva klasik Hognestad [4] yang ditampilkan pada Gambar 5, digunakan untuk memodelkan hubungan tegangan dan regangan beton dalam tekan. Didalam mendesain balok, dua mode kegagalan balok dapat di capai, salah satunya melalui beton hancur pada daerah tekan, atau tulangan FRP patah pada daerah tarik Gambar 4. Bentuk struktur beton menggunakan fibre fabrics Orr dkk, 2010. Gambar 6 merupakan contoh penampang balok beton dengan tulangan internal FRP menerus kombinasi tulangan lentur dan geser dan diagram tegangan dan regangan disebelahnya. Beberapa asumsi diambil dalam menganalisis dan mendesain kapasitas beban dan momen pada penampang ini Tulangan melengkung pada sisi bawah diabaikan dalam perhitungan. Kegagalan diasumsikan beton hancur terlebih dahulu. Pada kondisi balok belum retak, kontribusi tegangan Tarik beton diperhitungkan. Modulus of elasticity yang digunakan pada tulangan FRP dianggap sama. Tulangan FRP Vertikal diperhitungkan dalam analisis dan desain Gambar 5. a Idealisasi kurva tegangan-regangan untuk beton pada uniaxial-compression Park & Paulay, 1975; b Kurva tegangan-regangan pada FRP. Gambar 6. Penampang balok, parameter balok, diagram regangan dan tegangan FRP Rekayasa Jurnal Ilmiah Fakultas Teknik Universitas Lampung, 241, April 2020, 6-9 8 Jarak garis netral dari serat tekan atas x diperoleh dari keseimbangan gaya internal pada balok. Total gaya tekan adalah sama dengan total gaya tarik, + 1 2 Dengan parameter yang diketahui, momen tahanan internal M diperoleh dengan mengambil jumlah dari momen-momen terhadap tengah penampang + 3 Sebuah pengujian lentur dilakukan pada suatu balok yang ditulangi didalamnya dengan tulangan berbentuk FRP box diatasnya terdapat lubang-lubang terbuka pada jarak tertentu seperti yang dapat dilihat pada Gambar 9. Untuk menjamin tidak terjadi debonding maupun slip antara beton dan tulangan FRP, maka terlebih dahulu FRP box di kasari permukaannya dengan menggunakan agregat coating dengan ukuran maksimum 2 mm yang di lekatkan keseluruh permukaan FRP Box dengan epoxy resin sampai mengeras seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7 dan 8. Gambar 7. Penampang CFRP yang dikasari dengan aggregate coating. Empat buah strain gauge dipergunakan pada balok ini yang diletakkan di tengah bentang untuk memonitoring regangan yang terjadi sewaktu balok di uji. Satu strain gauge diletakkan pada permukaan balok sebelah atas dan satu lagi di sisi kiri balok sejarak 10 mm dari permukaan atas balok. Sedangkan 2 strain gauge lainnya diletakkan pada tulangan FRP box di sisi dalam dan luar box untuk memonitoring regangan yang terjadi pada serat FRP. Gambar 8. Menunjukkan penampang CFRP pada beberapa Gambar 9. Tambah atas tulangan lembaran FRP dan penampang-penampang. Setelah balok beton berumur 28 hari, dilakukan pengujian lentur dimana balok diletakkan pada dua tumpuan sederhana sendi-rol dan dibebani dengan sistem dua beban titik Gambar 10. Jarak kedua beban titik adalah sebesar 250 mm yang berfungsi sebagai daerah momen konstan pada balok. Lima dial gauge diletakkan pada balok, namun hanya dial gauge yang di tengah digunakan untuk memplotkan hubungan antara beban dan defleksi tengah bentang balok. Gambar 10 Testing set-up untuk CFRP RC beam 3. Hasil dan Pembahasan Gambar 11 menunjukkan hubungan antara defleksi tengah bentang balok dan beban. Ada empat buah grafik yang diplotkan secara bersama pada gambar tersebut untuk dibandingkan satu dengan yang lain. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa balok dapat menahan beban maksimum sebesar 14,110 kN dan kemudian turun ke beban 10,642 kN dan terus mampu menahan beban konstan sampai defleksi mencapai 36,865 mm sebelum akhirnya balok gagal dan di unloading sampai defleksi mencapai 15,43 mm. Balok gagal akibat beton hancur pada regangan 0,002848 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12. Gambar 11. Beban vs Defleksi tengah bentang pada Balok CFRP Hasil eksperimen ini dibandingkan secara teroritis. Jika desain ini disetarakan dengan balok beton bertulang biasa yang di perkuat dengan 2 buah tulangan diameter 10 mm, maka akan memberikan beban maksimum sebesar 13,489 kN dengan lendutan maksimum sebesar 20,73 mm. Jika dibandingkan secara teori dengan menggunakan dua pendekatan, pendekatan pertama balok dianggap full cracked, ternyata balok mampu menahan beban maksimum sebesar 13,443 kN dengan defleksi sebesar 20,72 mm. Pendekatan kedua adalah dengan menggunakan momen inersia efektif atau yang dikenal sebagai Branson theory, ternyata balok mampu menahan beban yang sama seperti pendekatan pertama. Gambar 13 atas dan bawah menunjukkan distribusi retak pada balok CFRP dibawah beban lentur. Retak vertikal terdistribusi sepanjang balok, pada “constant moment zone” Rekayasa Jurnal Ilmiah Fakultas Teknik Universitas Lampung, 241, April 2020, 6-9 9 between point loads, retak vertikal ini terus merambat ke arah atas balok. Retak memanjang nampak menghubung-kan retak-retak vertikal selama beban meningkat. Gambar 12. Beban VS Regangan Pada Balok CFRP ditengah bentang Gambar 13. Sketsa Pola retak pada balok CFRP bagian depan dan belakang Gambar 14. Sketsa pola retak pada balok CFRP bagian bawah dan atas Retak-retak pada bagian bawah penulangan balok CFRP pada Gambar 14 atas menunjukkan retak menyebar melalui penulangan FRP dan menghilangkan retak lokal. Retak-retak juga terjadi pada bagian atas balok CFRP. Retak terbuka terjadi pada bagian tengah balok. Retak-retak mulai pada lokasi horizontal dan mengalir secara horizontal menuju titik pembebanan, yaitu 125 mm kiri dan kanan dari balok Gambar 14 bawah. Sedangkan Gambar 15 menunjukkan bagian bawah balok setelah dibongkar/ dikupas betonnya dimana ada lekatan yang baik antara beton dan tulangan CFRP. Beton masih lengket di antara “aggregate coatings” setelah dikupas. Gambar 15. Sisi bawah balok setelah di bongkar. 4. Simpulan Beban ultimate 4,96 % lebih besar dari pada prediksi teori. Perhitungan ini berdasarkan pada regangan tekan beton dan sama dengan asumsi teori. Beton gagal pada regangan sementara teori seharusnya Ini disebabkan karena beton retak dan terbelah searah lebar balok. Ini diperkirakan karena garis netral yang terlalu tinggi dalam desain. Keseimbangan antara gaya tekan dan gaya tarik ketika mendekati keadaan ultimate tidak dapat bertahan lebih lama dikarenakan area tekan yang kecil. Ketika retak vertical pada sisi depan dan belakang balok terkoneksi melintasi lebar balok dan gaya tekan meningkat dan beton terbelah terjadi pada bagian atas balok di bawah regangan ultimate beton yaitu Secara experimental balok berdefleksi sebesar mm. lebih tinggi dari teori yaitu mm. Perbedaan sebesar 13,24%. Aggregate coating memberikan kontribusi yang signifikan terhadap system lekatan untuk balok ini sehingga balok tidak gagal akibat debonding. Single biaxial ±45o CFRP reinforcement system untuk balok menunjukkan perilaku daktail. Walaupun balok gagal akibat beton pecah pertama kali, balok tidak runtuh. Sistem penulangan menerus FRP ini dapat menjaga balok dari runtuh. Daftar Pustaka [1] Alami, F., Widyawati, R. Studi eksperimental perkuatan geser balok beton bertulang dengan GFRP. Jurnal Rekayasa Teknik Sipil Universitas Lampung. 2011 [2] Alami, F. Perkuatan lentur balok beton bertulang dengan glass giber reinforced polymer GFRP. Proceeding HAKI pada Seminar dan Pameran HAKI 2010, di Hotel Borobudur Flores Ballroom Jakarta Pusat, 3-4 Agusutus 2010 [3] Zoghi, M. The international handbook of FRP composites in civil engineering. Taylor & Francis Group, 2014 [4] Park, R., Paulay, T. Reinforced Concrete Structures, Singapore, 1975 ResearchGate has not been able to resolve any citations for this ParkT. PaulayIntroduction Axially Loaded Short Columns Eccentrically Loaded Short Columns with Uniaxial Bending Eccentrically Loaded Short Columns with Biaxial Bending Slender Columns ReferencesStudi eksperimental perkuatan geser balok beton bertulang dengan GFRP. Jurnal Rekayasa Teknik Sipil Universitas LampungF AlamiR WidyawatiAlami, F., Widyawati, R. Studi eksperimental perkuatan geser balok beton bertulang dengan GFRP. Jurnal Rekayasa Teknik Sipil Universitas Lampung. 2011The international handbook of FRP composites in civil engineeringM ZoghiZoghi, M. The international handbook of FRP composites in civil engineering. Taylor & Francis Group, 2014
material berupa lembaran menggunakan teknik
