Pengaruh Confinement Pada Kapasitas Tekan Kolom

Posted on Updated on

Kalau ditanya ke insinyur berpengalaman apakah tulangan confinement bisa meningkatkan kapasitas tekan kolom, saya yakin pasti kebanyakan akan bilang iya, walaupun di ACI equation sama sekali tidak memasukkan variabel tulangan confinement dalam menghitung kapasitas aksial kolom.

Hal ini didasarkan pada feeling insinyur (atau hipotesa) bahwa kolom hakikatnya gagal karena tegangan tarik, walaupun gaya yang diberikan murni tekan. Contohnya sample beton silinder yang diuji tekan maka retaknya umumnya searah agak vertikal (tidak murni vertikal). Hal ini dikarenakan sample beton yang ditekan akan mengalami pengembahan tegak lurus arah gaya tekan, rasio antara strain tegak lurus gaya berbanding searah gaya ini disebut poison ratio. Akibat pengembangan tegak lurus ini mengebabkan strain tarik yang akhirnya menyebabkan retak dan kegagalan.

Uji Tekan

Gambar 1. Contoh Sample Uji Tekan 1 Arah (Uniaxial Test)

Nah hal ini akan berbeda jika gaya yang diberikan bersifat triaxial (tiga arah gaya), yaitu test silinder beton yang mana selain diberikan gaya tekan searah silinder, diberikan pula gaya tekan horizontal tiap sisi, maka kapasitas tekan gaya vertikalnya akan menjadi sangat tinggi. Fig. 2.11 menunjukkan hasil test triaxial untuk concrete silinder yang diperoleh dari Richart et al .

Triaxial Test

Confinement merupakan pasif resistant dari pengembangan akibat poison ratio tersebut. Akibat adanya pengembangan horizontal akibat gaya vertikal, confinement baru akan bekerja sebagai force yang menahan pengembangan tersebut. Hal ini membuat serat tarik ditahan dan meningkatkan kapasitas gaya aksial kolom.

Namun perlu dicatatan di sini bahwa confinement hanya akan bekerja dengan efektif jika gaya yang diterima confinement menjadi gaya tarik di tulangan confinement, bukan melalui mekanisme bending di tulangan.

Rec vs Cir

Hal ini dijelaskan pada fig. 2.14 diatas. Gaya tahanan confinement akibat pengembangan kolom hanya efektif ditahan oleh ujung – ujung kolom persegi (gambar a), sementara sisi tengah ditahan melalui mekanisme bending di tulangan confinement yang mana kurang efektif dalam menahan pengembahan horizontal kolom beton tersebut. Hal ini berbeda dengan kolom berbentuk melingkar (gambar b) dimana gaya akibat pengembangan horizontal pada kolom ditahan efektif melalui mekanisme radial force pada tulangan confinement spiral.

Peningkatan efektivitas dari confinement untuk kolom persegi dapat dilakukan dengan menambah ties sehingga gaya dapat ditransfer ke mekanisme tarik di ties dibandingkan menggunakan mekanisme lentur (Fig 4.8). Dengan begitu barulah confinement dapat meningkatkan gaya aksial pada kolom persegi (Fig 4.1).

Eff ties

Aksial inc

Ada hal menarik yang perlu dicatat oleh insinyur untuk peningkatan kapasitas aksial kolom akibat pengaruh confinement jika struktur yang didesain berada pada wilayah dengan potensi terjadi gempa percepatan tinggi. Pengaruh confinement yang efektif (menggunakan ties yang cukup untuk kolom persegi atau spiral ties kolom circular) bukan hanya dapat mengingkatkan kapasitas tekan kolom namun juga meningkatkan daktilitas dari kolom tersebut. Hal yang menarik adalah bahwa penggunaan rumus confinement untuk special moment frame di ACI sampai edisi 2011 sebenarnya hanya untuk memperhitungkan pengaruh dari equal axial capacity dari pengurangan kekuatan kolom akibat concrete cover yang pecah saat gempa dan mengurangi gross area kolom, di kompensasi dengan peningkatan kekuatan akibat pengaruh confinement.

Oleh karenanya ACI 318 sampai versi 2011 sama sekali tidak memasukkan input ductility demand ataupun aksial force sebagai variabel penentuan besarnya tulangan confinement, karena prinsif rumus yang digunakan hanyalah sebagai kebutuhan kekuatan tambahan setelah concrete cover pecah, baru – baru ini ACI 318-14 baru menambah equation untuk memperhitungkan ductility demand dan pengaruh gaya aksial sebagai persyaratan minimum tulangan confinement.

Dari alasan tersebut, itulah mengapa ACI tidak pernah menyarankan untuk menghitung peningkatan kekuatan aksial kolom akibat tulangan confinement, karena mereka mengerti bahwa saat gempa terjadi, efektif area kolom berkurang dan kapasitas aksialnya menjadi turun. Ini yang di kompensasi melalui tulangan confinement. Untuk lebih jelasnya mengenai penurunan rumus confinement kolom pembaca dapat melihatnya di buku Reinforced Concrete Structures oleh R. Park & T.Paulay.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s