< Previous60 a) Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral. Kolom ini merupakan kolom beton yang ditulangi dengan batang tulangari pokok memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat sengkang ke arah lateral, sedemikian rupa sehingga penulangan keseluruhan membentuk kerangka seperti tampak pada Gambar 24. (a) di bawah. b) Kolom menggunakan pengikat spiral. Bentuknya sama dengan yang pertama hanya saja sebagai pengikat tulangan pokok memanjang adalah tulangan spiral yang dililit keliling membentuk heliks menerus di sepanjang kolom seperti pada Gambar 24. (b) c) Struktur kolom komposit seperti tampak pada Gambar 24.(c). Merupakan komponen struktur tekan yang diperkuat pada arah memanjang dengan gelagar baja profil atau pipa, dengan atau tanpa diberi batang tulangan pokok memanjang. Pembahasan dalam unit ini dibatasi hanya untuk dua jenis yang pertama, yaitu kolom dengan menggunakan pengikat lateral sengkang dan spiral. Ketentuan yang mengatur persyaratan untuk komponen struktur tekan yang diperkuat dengan gelagar atau pipa baja atau disebut kolom komposit, dapat dijumpai pada pasal 3.3.14 SK SNI T-1 5-1991 -03. Tulangan pengikat lateral berfungsi untuk memegang tulangan pokok memanjang agar tetap kokoh di tempatnya, dan memberikan tumpuan lateral sehingga masing-masing tulangan memanjang hanya dapat tertekuk pada tempat di antara dua pengikat. Dengan demikian tulangan pengikat lateral tidak dimaksudkan untuk memberikan sumbangan terhadap kuat lentur penampang tetapi memperkokoh kedudukan tulangan pokok kolom. Pada umumnya penampang kolom dengan pengikat sengkang lateral berbentuk bujur sangkar atau empat persegi panjang, sedangkan kolom dengan sengkang spiral berbentuk bulat. Sudah barang tentu ketentuan tersebut bukanlah persyaratan dan tidak harus diikuti secara ketat, karena di dalam praktik banyak pula dibuat bentuk kolom persegi dengan pengikat spiral ataupun bentuk kolom bulat dengan menggunakan tulang pengikat sengkang lateral. Di samping itu masih ada kemungkinan bentuk-bentuk lain misalnya bentuk segi-delapan, huruf L, dan sebagainya. 61 Gambar 24. Jenis-Jenis Kolom Hasil: berbagai eksperimen menunjukkañ bahwa kolom berpengikat Spiral ternyata Iebih’ tangguh daripada yang rnenggunakan tulangan sengkang, seperti dijelaskan pada Gambar 25. Kedua jenis kolom berperilaku sama hanya sampai pada saat tercapainya titik leleh kolom, yaitu pada saat di bagian tepi terluar (selimut beton) terjadi pecah lepas. Pada keadaan tersebüt kolom berpengikat sengkang rusak dengan ditandai betonnya hancur, lepas, berongga, dan lebih lanjut tulangan-tulangan pokok memanjang cenderung tertekuk (buckling) pada tempat di antara dua ikatan sengkang, satu persatu atau bahkan bersama-sama. Pada saat yang bersamaan terjadi proses pelimpahan beban keseluruhan kepada beton bagian inti dan tulangan pokok dalam waktu sangat singkat. Hilangnya kekakuan tulangan pokok memanjang ditandai dengan meleleh dan menekuk ke arah luar, mengakibatkan tegangan tambahan pada beton bagian inti. Apabila beton inti sampai pada batas kekuatan runtuh, keseluruhan kolom runtuh secara mendadak. Kondisi yang lebih baik terdapat pada kolom berpengikat spiral dimana pada bagian inti, yaitu daerah yang dikeililingi oleh tulangan spiral yang berupa beton yang dililit dan terkurung, masih efektif bertahan ke arah lateral dan masih mampu melaksanákan tugasnya menahan beban aksiaL Kehancurari total terjadi:apabila selanjutnya terjadi deformasi besar pada kolom (bagian inti) dan kemudian diikuti dengan melelehnya tulangan spiral. Tulangan spiral memberi kemampuan kolom untuk menyerap deformasi cukup besar sebelum runtuh, sehingga mampu mencegah terjadinya. kehancuran seluruh struktur sebelum proses re distribusi momen dan tegangan terwujud. 62 Keuletan tersebut merupakan nilai lebih yang didapat dengan menggunakan spiral, terutama apabila digunakan untuk sistem yang memerlukan daktilitas tinggi seperti misalnya struktur tahan gempa. Dengan sendirinya ukuran (dimensi) dan jarak spasi spiral berpengaruh terhadap nilai beban hancur yang dicapal. Gambar 25. Hubungan beban Versus Regangan pada Kolom Seianjutnya SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.3.10 mensyaratkan peninjauan pengaruh kelangsingan kolom sebagai bahan pertimbangan penting di dalam perencanaan kolom. Kiranya hal demikian dapat dimengerti mengingat semakin langsing atau semakin panjang suatu kolom, kekuatan penampangnya akan berkurang bersamaan dengan timbulnya masalah tekuk yang dihadapi. Keruntuhan kolom langsing lebih ditentukan oleh kegagalan tekuk (buckling ) lateral daripada kuat tentur penampangnya. Berdasarkan keadaan alami, struktur kolom beton umumnya bersitat Iebih massal (besar) dibandingkan dengan kolom struktur gelagar baja, dengan demikian secara struktural menjadi lebih kaku dan permasalahan kelangsingan akan berkurang untuk kolom beton bertulang. Hasil perkiraan melalui pengamatan menunjukkan bahwa lebih dan 90% kolom beton bertulang yang digunakan untuk portal dengan pengaku, dan lebih dan 40% untuk portal tanpa pengaku pada rangka bangunan gedung, pada umumnya digolongkan sebagai kolom pendek sehingga efek kelangsingan dapat diabaikan karenanya. Pertama kali akan dibahas dalam uraian berikut adalah analisis dan perencanaan kolom pandek, yaitu struktur kolom yang karena panjang atau tingginya sedemikian rupa sehinga tidak mamerlukan 63 peninjauan terhadap efek tekuk lateral. Keruntuhan kolom yang demikian ditandai dengan kegagalan unsur bahannya, yaitu hancurnya beton pada peristiwa runtuh tekan .atau lelehnya baja tulangan pada runtuh tarik. 2) Tugas 2. Kekuatan Kolom Eksentrisitas Kecil Hampir tidak pernah dijumpal kolom yang menopang beban aksial tekan secara konsentris, bahkan kombinasi beban aksial dengan eksentrisitas kecil sangat jarang ditemui. Meskipun demikian untuk memperoleh dasar pengertian perilaku kolom pada waktu menahan beban dan timbulnya momen pada kolom, pertarna-tama akan dibahas kolom dengan beban aksial tekan eksentrisitas kecil. Apabila beban tekan P benimpit dengan sumbu memanjang kolom, berarti tanpa eksentrisitas, perhitungan teoretis menghasilkan tegangan tekan merata pada permukaan penampang lintangnya. Sedangkan apabila gaya tekan tersebut bekerja di suatu tempat berjarak e terhadap sumbu memanjang, kolom enderung melentur seiring dengan timbulnya momen M = P(e). Jarak e dinamakan eksentrisitas gaya terhadap sumbu kolom. Tidak sama halnya seperti pada kejadian beban tanpa eksentrisitas, tegangan tekan yang terjadi tidak merata pada seluruh permukaan penampang tetapi akan timbul lebih besar pada satu sisi terhadap sisi lainnya. Kondisi pembebanan tanpa eksentrisitas yang merupakari keadaan khusus, kuat bebani aksial nominal atau teoretis dapat diungkapkan sebagah benkut: Po = 0,85 fc’ (Ag – Ast) + fy Ast apabila diuraikan lebih lanjut akan didapatkan: Po = Ag { 0,85 fc’ (1 - g) + fy g} Po = Ag { 0,85 fc’ + g (fy – 0,85 fc’)} Sedangkan peraturan memberikan ketentuan hubungan dasar antara beban dengan kekuatan sebagai berikut: gPnPu dimana, Ag = luas kotor penampang lintang kolom (mm2) Ast = luas total penampang penulangan memanjang (mm2) Po = kuat beban aksial nominal atau teoretis tanpa eksentrisitas 64 Pn = kuat beban aksial nominal atau teoretis dengan eksentrisitas tertentu. Pu = beban aksial terfaktor dengan eksentrisitas AgAstg Sehingga apabila memang terjadi, pada kasus beban tanpa eksentrisitas, P, akan menjadi sama dengan P Sungguhpun demikian, SK SNI T-15-1991-03 menentukan bahwa di dalam praktik tak akan ada kolom yang dibebani tanpa eksentrisitas. Eksentrisitas beban dapat terjadi akibat timbulnya momen yang antara lain disebabkan oleh kekangan pada ujung-ujung kolom yang dicetak secara monolit dengan komponen lain, pelaksanaan pemasangan yang kurang sempurna, ataupun penggunaan mutu bahan yang tidak merata. Maka sebagai tambahan faktor reduksi kekuatan untuk memperhitungkan eksentrisitas minimum, peraturan memberikan ketentuan bahwa kekuatan nominal kolom dengan pengikat sengkang direduksi 20% dan untuk kolom dengan pengikat spiral direduksil 5%. Ketentuan tersebut di atas akan memberikan rumus kuat beban aksial maksimum seperti berikut: Untuk kolom dengan penulangan spiral: Pn (maks) = 0,85 {0,85 fc’ (Ag – Ast) + fy Ast} Pers. SK SNI Untuk kolom dengan penulangan sengkang: Pn (maks) = 0,80 {0,85 fc’ (Ag – Ast) + fy Ast} Pers. SK SNI Beban aksial bekerja dalam arah sejajar sumbu memanjang dan titik kerjanya tidak harus di pusat berat kolom, berada di dalam penampang melintang, atau pusat geometrik. Dalam memperhitungkan kuat kolom terhadap beban aksial eksentrisitas kecil digunakan dasar anggapan bahwa akibat bekerjanya beban batas (ultimit), beton akan mengalami tegangan sampai nilai 0,85f’ dan tulangan bajanya mencapai tegangan leleh f’y. Sehingga untuk setiap penampang kolom, kuat beban aksial nominal dengan eksentrisitas kecil dapat dihitung langsung dengan menjumlahkan gaya-gaya dalam dari beton dan tulangan baja pada waktu mengalami tegangan pada tingkat kuat maksimum tersebut. Selanjutnya, sewaktu terjadi pecah lepas di bagian luar (selimut beton) di kedua macam kolom tersebut, berarti batas kekuatannya telah terlampaui. 65 Untuk itu, SK SNI T-1 5- 1991-03 pasal 3.2.3 ayat 2, di dalam ketentuannya menganggap bahwa kolom dengan pengikat spiral masih lebih ulet sehingga diberikan faktor reduksi kekuatan = 0,70 sedangkan kolom dengan pengikat sengkang 0,65. Faktor keamanan yang lebih tinggi diberikan untuk kolom berpengikat sengkang dalam rangka memperhitungkan kecenderungan runtuh secara mendadak dan terbatasnya kemampuan menyerap enerji pada kolom tersebut. Akan tetapi, apabila diambil keputusan untuk menggunakan kolom berpengikat spiral dengan berdasarkan pada pertimbangan nilai kekuatan dan ekonomi (di luar pertimbangan ketahanan daktail), harap diperhatikan bahwa peningkatan kekuatan yang diperoleh adalah 0,70/0,65 =1,08 atau hanya 8% saja. Ungkapan tersebut memberikan gambaran mengenai kuat beban aksial maksimum yang dapat disediakan oleh kolom sebarang penampang dengan eksentrisitas minimum. 3) Tugas 3. Persyaratan Detail Penulangan Kolom Pembatasan jumlah tulangan komponen balok agar penampang berperilaku daktail dapat dilakukan dengan mudah, sedangkan untuk kolom agak sukar karena beban aksial tekan lebih dominan sehingga keruntuhan tekan sulit dihindari. Jumlah luas penampang tulangan pokok memanjang kolom dibatasi dengan rasio penulangan Pg antara 0,01 dan 0,08, Penulangan yang lazim dilakukan di antara 1,5% sampai 3% dan luas penampang kolom. Khusus untuk struktur bangunan berlantai banyak, kadang-kadang penulangan kolom dapat mencapai 4%, namun disarankan untuk tidak menggunakan nilai lebih dari 4% agar penulangan tidak berdesakan terutama pada titik pertemuan balok-balok, plat, dengan kolom. Sesuai dengan SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.3.9, penulangan pokok memanjang kolom berpengikat spiral minimal terdiri dari 6 batang, sedangkan untuk kolom berpengikat sengkang bentuk segi empat atau lingkaran terdiri dari 4 batang, dan untuk kolom dengan pengikat sengkang berbentuk segitiga minimal terdiri dan 3 batang tulangan. SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.16.6 menetapkan bahwa jarak bersih antara batang tulangan pokok memanjang kolom berpengikat sengkang atau spiral tidak boleh kurang dari 1,5 db atau 40 mm. Persyaratan jarak tersebut juga harus dipertahankan di tempat tempat sambungan lewatan batang tulangan. 66 Tebal minimum selimut beton pelindung tulangan pokok memanjang untuk kolom berpengikat spiral maupun sengkang dalam SK SNIT-15-1991-03 pasal 3.16.7. ayat 1 ditetapkan tidak boleh kurang dari 40 mm. Gambar 26. Ssunan Penulangan Kolom Spiral Persyaratan detail sengkang secara rind tercantum di dalam pasal 3.16.10 ayat 5. Semua batang tulangan pokok harus dilingkup dengan séngkang dan kait pengikat lateral, paling sedikit dengan batang D10. Batasan minimum tersebut diberlakukan untuk kolom dengan tulangan pokok memanjang batang D32 atau lebih kecil, sedangkan untuk diameter tulangan pokok lebih besar lainnya, umumnya sengkang tidak kurang dari batang D12, dan untuk kesemuanya tidak menggunakan ukuran yang lebih besar dari batang D16 (lihat Tabel A-40). Jarak spasi tulangan sengkang p.k.p. tidak lebih dari 16 kali diameter tulangan pokok memanjang, 48 kali diameter tulangan sengkang, dan dimensi lateral terkecil (lebar) kolom. Selanjutnya disyaratkan bahwa tulangan sengkang atau kait pengikat harus dipasang dan diatur sedemikian rupa sehingga sudut-sudutnya tidak dibengkok dengan sudut lebih besar dari 1350. Sengkang dan kait pengikat harus cukup kokoh Untuk menopang batang tulangan pokok memanjang, 67 baik yang letaknya di pojok maupun sepanjang sisi ke arah lateral. Untuk itu batang tulangan pokok memanjang harus dipasang dengan jarak bersih antaranya tidak lebih dari 150 mm di sepanjang sisi kolom agar dukungan lateral dapat berlangsung dengan baik. Gambar 26 memberikan pengaturan pemasangan batang tulangan pokok memanjang, sengkang, dan kait pengikat. Persyaratan detail penulangan spiral tercantum dalam SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.16.10 ayat 4, dimana diameter minimum batang adalah D10, dan umumnya tidak menggunakan lebih besar dari batang D16. Jarak spasi bersih spiral tidak boleh lebih dari 80 mm dan tidak kurang dari 25 mm. Pada setiap ujung kesatuan tulangan spiral harus ditambahkan panjang penjangkaran 1,50 kali lilitan. Apabila memerlukan penyambungan, harus dilakukan dengan sambungan lewatan sepanjang 48 kali diameter dan tidak boleh kurang dari 300 mm, bila penlu diperkuat dengan pengelasan. Keseluruhan penulangan spiral harus dilindungi dengan selimut beton paling tidak setebal 40 mm, yang dicor menyatu dengan beton bagian inti. Lilitan tulangan spiral harus diikat kokoh pada tempatnya, dan betul-betul terletak pada garisnya dengan menggunakan pengatur jarak vertikal Rasio penulangan spiral s tidak boleh kurang dari persamaan berikut ini: fyfcAcAgimums'145,0min (SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.3.9.3) dimana : ssetinggikolomiVolumeputaransatuspiraltulanganVolumesint s = jarak spasi tulangan spiral p.k.p. (pitch) Ag = luas penampang lintang kotor dan kolom Ac = luas penampang lintang inti kolom (tepi luar ke tepi luar spiral) fy = tegangan leleh tulangan baja spiral, tidak lebih dan 400 Mpa. Jumlah spiral yang didapat berdasarkan rasio penulangan tersebut di atas secara teoritis akan memberikan spiral yang mampu memperbaiki keadaan sewaktu terjadi kehilangan kekuatan pada saat terjadi pecah lepas beton lapis tertuar (lihat Gambar 25). Dari definisi s tersebut dapat dikembangkan perkiraan rasio penulangan spiral ctual yang lebih praktis dikaitkan dengan sifat fisik penampang 68 lintang kolom. Ditentukan bahwa Dc, adalah diameter inti kolom (dari tepi ke tepi terluar spiral), Ds adalah diameter spiral dari pusat ke pusat (pk.p.), dan Asp adalah luas penampang batang tulangan spiral. Selanjutnya ungkapansdapat disusun sebagai berikut: sDcDsAsps42 Apabila perbedaan kecil antara Dc dan Ds diabaikan, sehingga Dc = Ds, maka rumus tersebut di atas menjadi: sDcAsps4 4) Tugas 4. Analisis Kolom Pendek Eksentrisitas Kecil .Analisis kolom pendek yang menopang beban aksial eksentrisitas kecil pada hakekatnya adalah pemeriksaan terhadap kekuatan maksimum bahan yang tersedia dari berbagai detail rencana penulangannya. Contoh Perhitungan Tentukan kekuatan beban aksia! Maksimum yang tersedia pada kolom persegi dengan pengikat sengkang, dimensi 400x400 mm2, tulangan pokok 8D29, sengkang D10, selimut beton 40 mm (bersih), berupa kolom pendek, fc’ = 25 MPa, mutu baja fy = 400 MPa baik untuk tulangan memanjang maupun sengkang. Periksalah juga kekuatan sengkangnya. Penyelesaian Periksa rasio penulangan memanjang, 033,040052842AgAstp 08,0033,001,0g Dengan menggunakan Tabel A-40, untuk lebar inti 320 mm (lebar kolom dikurangi selimut beton di kedua sisi) dan dengan menggunakan batang tulangan baja memanjang D29, jumlah maksimum batang tulangan adalah 8. Dengan demikian jumlah batang tulangan baja sudah sesuai. Menghitung kuat kolom maksimum: AstfyAstAgfcPnmaks'85,080,0)( 69 = 0,80 (0,65) {0,85 (30) (160000 – 5284) + 400 (5284)} (10)-3 = 3151 kN Pemeriksaan pengikat sengkang: Penulangan sengkang menggunakan batang tulangan D10 umumnya dapat diterima untuk penggunaan batang tulangan pokok memanjang sampai dengan D32. Jarak spasi tulangan sengkang tidak boleh lebih besar dari nilai yang terkecil berikut ini: 48 kali diameter batang tulangan sengkang = 48(10) = 480 mm 16 kali diameter batang tulangan memanjang = 16(29) = 464 mm lebar kolom = 400 mm Dengan demikiari jarak spasi tulangan sengkang 400 mm telah memenuhi syarat. Susunan tulangan sengkang ditetapkan dengan cara memeriksa jarak bersih antara batang-batang tulangan pokok memanjang, sesuai dengan persyaratan tidak boleh Iebih besar dari 150 mm. Apabila jarak bersih tersebut lebih besar dari 150 mm, sengkang memerlukan batang pengikat tambahan untuk memperkokoh kedudukan tulangan pokok sesuai dengan ketentuan SK SNI T-15-1 991-03 pasal 3.16.10. ayat 5.3. Jarak bersih= 112{400 — 2(40) — 2(10) — 3(29)} = 121 mm <150 mm Maka tidak diperlukan tulangan pengikat tambahan untuk kolom mi. Contoh Perhitungan Perhitungkan apakah kolom dengan penampang lintang seperti tergambar pada Gambar 27 cukup kuat untuk menopang beban aksial rencana P, = 2400 kN dengan eksentrisitas kecil, fc’ = 30 MPa, fy = 400 MPa, periksalah tulangan sengkangnya. Penyelesaian DariTabel A-4 didapat A= 3436,1 mm2 dan untuk diameter kolom bulat 380 mm didapat luas penampang lintang kotor dari kolom Ag= 113411 mm2. Maka, 0303,01134111,3436g 08,00303,001,0sg Dan Daftar A-40, untuk diameter iini kolom 300 mm penggunaan 7 batang tulangan baja D25 cukup memenuhi syarat. Kuat kolom maksimum: Next >