Perilaku Kolom Beton Bertulang Baja Kekuatan Tinggi Dengan Beban Aksial Tekan Kosentris Dan Beban Kombinasi Aksial Tekan Dan Lateral Siklik

Agustiar, Agustiar (2022) Perilaku Kolom Beton Bertulang Baja Kekuatan Tinggi Dengan Beban Aksial Tekan Kosentris Dan Beban Kombinasi Aksial Tekan Dan Lateral Siklik. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 03111460010008-Disertation.pdf Restricted to Repository staff only Download (10MB) | Request a copy

Abstract

Kebutuhan gedung tingkat tinggi (high rise building) semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk, aktifitas manusia dan keterbatas lahan. Pembangunan gedung tinggi mengakibatkan beban yang diterima oleh elemen struktur semakin besar. Untuk meningkatkan kinerja dari elemen struktur beton bertulang maka digunakan material dengan kekuatan lebih tinggi pada meterial baja maupun beton. Namun seiring peningkatan kekuatan material menyebabkan sifat material menjadi lebih getas. Peraturan SNI 2847:2013, SNI 2847:2019 dan ACI 318R-14 membatasi penggunaan kuat leleh tulangan longitudinal. SNI 2847:2019 dan ACI 318R-14 membatasi penggunaan kuat leleh (fy) tidak boleh digunakan lebih dari 420 MPa untuk material konstruksi terutama pada daerah gempa. Sedangkan untuk tulangan tranversal (fyt) tegangan leleh tidak melebihi 700 MPa. Disamping itu, seperti kita ketahui Indonesia merupakan salah satu negara yang wilayahnya terletak dalam jalur ring of fire kawasan Pasifik yang menyebabkan gempa bumi sering terjadi. Berdasarkan hal tersebut di atas penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perilaku material baja dan beton mutu tinggi pada kolom beton bertulang akibat beban aksial tekan kosentris dan kombinasi beban aksial dan lateral siklik untuk dapat digunakan pada daerah gempa. Penelitian ini menggunakan material baja lokal dengan mutu normal 420 MPa dan baja mutu tinggi 550 MPa. dan juga mutu beton rencana 30 MPa dan 60 MPa. Metode penelitian dilakukan dalam tiga tahapan. Tahap pertama adalah pengujian material baja dan beton untuk mengetahui karakteristik dari kedua material yang digunakan. Tahap kedua adalah pembuatan benda uji kolom dengan beban aksial sebanyak 11 benda uji dan tahap ketiga adalah pembuatan benda uji dengan kombinasi beban aksial dan beban lateral siklik sebanyak 10 benda uji. Pengumpulan data dilakukan berdasarkan hasil pengujian karakteristik dari materal baja dan beton yang digunakan. Pengujian benda uji akibat pembebanan aksial kosentris yang berupa defleksi dan regangan tulangan. Pengujian benda uji akibat beban kombinasi aksial dan lateral siklik berupa gaya lateral, defleksi dan regangan tulangan. Kemudian dilakukan analisa data untuk mendapatkan hubungan tegangan regangan, kapasitas dan perilaku deformasi benda uji berupa displacement ductility. Hasil pengujian menunjukan material tulangan baja lokal mutu tinggi yang digunakan sudah memenuhi persyaratan SNI 2052:2017 dan SNI 2847-2019 dengan elongation tulangan di atas 14% dan over strenght faktor di atas 1,25. Penggunaan tegangan leleh mutu tinggi pada tulangan longitudinal tidak meningkatkan kekuatan kolom beton bertulang secara signifikan pada benda uji pembebanan aksial kosentris dengan kekuatan beton 28,5 MPa atau 48,43 MPa. Rasio peningkatan sebesar 1,01 untuk kekuatan beton 28,5 MPa dan rasio peningkatan sebesar 1,02 untuk kekuatan beton 48,43 MPa. Daktilitas benda uji akibat penggunaan tulangan mutu tinggi pada kekautan beton 28,5 MPa kurang efektif dibandingkan benda uji yang menggunakan tulangan mutu normal. Rasio regangan benda uji yang menggunakan tulangan mutu normal pada tulangan longitudinal dan sengkang pada kondisi 0,85 fc dengan regangan puncak pertama adalah sebesar 10,74 sedangkan yang menggunakan tulangan mutu tinggi sebesar 7,27 pada mutu beton 28,5 MPa. Sedangkan pada mutu beton 48,43 MPa rasio regangan lebih besar pada benda uji yang menggunakan tulangan mutu tinggi yaitu sebesar 1,90 pada tulangan mutu normal dan 3,78 pada tulangan mutu tinggi. Berdasarkan kriteria yang ditetapkan oleh ACI 347.1-05 menunjukkan benda uji yang menerima beban aksial dan lateral siklik memenuhi persyaratan yang tetapkan berdasarkan struktur rangka pemikul momen khusus. Kriteria yang ditetapkan berdasarkan kekuatan, disipasi energi dan gradien kurva histeristik pada kondisi awal terhadap drift 3,5%. Kecuali benda uji yang menggunakan tulangan mutu tinggi dengan rasio beban aksial 0,30 f’c.Ag pada kriteria kekuatan dengan perbandingan drift 3,5% dan 75% Fmak sedikit lebih kecil dari 1 dengan rasio 0.98. Berdasarkan hal ini, penggunaan tulangan mutu tinggi lokal dengan tegangan leleh 550 MPa yang dibatasi penggunaannya pada tulangan lentur oleh peraturan SNI2847-2019 masih dapat digunakan.
===================================================================================================================================
The demand of high-rise building is increasing in line with population rise, people activity as well as limited land. Construction of tall building makes the loading carried by structural element bigger. To increase structural element performance of reinforced concrete, materials with bigger strength is used in the steel and concrete. Yet in line with strength increase in material, it becomes more brittle. The regulations of SNI 2847-2013, SNI 2847-2019 as well as ACI 318R-14 limit the use of melting strength (fy) to 420 MPa for flexural reinforcement mainly in the earthquake zones. Whereas for transversal reinforcement (fyt) it is limited to 700 MPa. In addition, Indonesia is among the countries situated in the ring of fire of Pacific Zone, which is contributing to frequent earthquake. Based on the above, this research aims to find the behavior of high-strenght steel and concrete materials in the reinforced concrete column due to concentric compression axial loading as well as combination of cyclic axial-lateral loading to be feasible in the earthquake zone. This research uses local steel material with 420 MPa design yield stress as well high- strength steel with 550 Mpa design. The design compressive strength of the concrete is 30 MPa and 60 Mpa. The research is conducted in three stages. The first stage is testing of steel and concrete materials to find the characteristics of both materials used. The second is making 11 testing materials of the axial-loaded columns and third is making 10 testing materials of the combined cyclic axial - lateral loading using single curvature testing method. Data collection is made based on the characteristic testing outcome ot the used materials of steel and concrete. The data from second-stage testing finds the output of testing material axial-concentric force loading in form of deflection and steel strain. The data from third-stage testing finds the output of testing material combined cyclic axial-lateral loading in form of lateral force, deflection and steel strain. Subsequently data analysis is conducted to find the correlation of stress-strain, capacity and deformation behavior of testing materials in form of displacement ductility. Test results show the high strength local steel reinforcement materials which are used meet the requirements of SNI 2052:2017 and SNI 2847-2019 with reinforcement elongation above 14% and over strength factor above 1.25. Usage of high strength yield stress steel in longitudinal reinforcement did not increase the strength of reinforced concrete columns significantly on concentric axial loading specimen with a concrete strength of 28.5 MPa or 48.43 MPa. Increase ra tio for concrete strength of 28.5 MPa is 1.01 and increase ratio for concrete strength of 48.43 MPa is 1.02. Ductility of specimens due to the use of high strength yield stress reinforcement on concrete strength of 28.5 MPa is less effective than specimens using normal strength yield stress reinforcement. Strain ratio of specimens using normal strength steel reinforcement for longitudinal reinforcement and stirrup at condition of 0.85 fc with first peak strain was 10.74 while those using high strength steel reinforcement were 7.27 at 28.5 MPa strength of concrete. Whereas on 48.43 MPa strength concrete the strain ratio was greater for the specimens using high strength steel reinforcement, namely 1.90 for normal strength steel reinforcement and 3.78 for high strength steel reinforcement. Based on the criteria set by ACI 347.1-05, the specimens that receive
cyclic axial and lateral loads meet the requirements set for typical special moment resisting frame structures. The criteria that were determined based on strength, energy dissipation and hysteristic curve gradient at the initial ondition of 3.5% drift. Except for specimens that use high strength steel reinforcement with axial load ratio of 0.30 f'c.Ag at strength criteria with drift ratio of 3.5% and 75% Fmak is slightly smaller than 1 with ratio of 0.98. Based on this, the use of local high strength steel reinforcement with yield stress of 550 MPa is still possible to be used as longitudinal reinforcement which usage is still limited by SNI2847-2019.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	baja mutu tinggi, beton mutu tinggi, kolom beton bertulang, daktilitas, siklik, high strength steel, high strength concrete, reinforced concrete columns, ductility, cyclic.
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA444 Reinforced concrete
Divisions:	Faculty of Civil, Planning, and Geo Engineering (CIVPLAN) > Civil Engineering > 22201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	07 Jan 2026 06:50
Last Modified:	07 Jan 2026 06:50
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/129343

Actions (login required)

View Item