Tinjauan Kontribusi Lembaran Carbon Fiber Strip di Pasang Vertikal terhadap Lentur dan Geser pada Balok Langsing

Abstract

In the structural design of reinforced concrete, the assurance about the safety of the structure against collapse is need, because it may occur during the age of the building. One of the potential fatal collapses in the construction of reinforced concrete beams is shear failure caused by a combination of bending loads, axial loads, and shear loads. Shear loads that exceed the capacity of reinforced concrete crossbeams will cause diagonal cracks along the concrete beams. If the beam does not have numbers of transverse and longitudinal steel reinforcement and correct details, cracks can occur earlier and will eventually result in a sudden collapse on the beam. So one way that must be considered really in planning and analyzing a reinforced concrete structure is shear failure in structural units, because collapse of the brittle shear failure is fatal. The use of wofen carbon fiber is one of alternative ways to increase the strenght of the load carrying capacity in shear structure, composing of carbon fibers and fiber that can increase the capicity of the concrete beam. The model used is a beam reinforced concrete beams with rectangular face measuring 15×20×130 cm with tensile reinforcement 3D12 and 2D12 press reinforcement and shear reinforcement diameter of 6 by 12 (twelve) pieces and quality concrete for all test objects is K-250.Variations of the test specimen is distinguished by shear reinforcement spacing and reinforcement winding coupled with woven carbon fiber sheet with of 30 mm width. The experimental results of the first test beam the collapse happened at a load of 8 tons with a maximum deflection of 0,95 mm; the second test beam collapse occurred on 7 ton load with a maximum deflection 0,75 mm; the third test beam collapse occurred at load of 8 tons with a maximum deflection 0,66 mm and the fourth test beam collapse occurred on 7 ton with a maximum deflection 0,67 mm. Bending fracture pattern began at the buttom area of the load then spread to the middle of a landscape and the more closely woven carbon fiber sheet is the stronger the capacity on the shear of concrete beam.

Dalam perencanaan struktur beton bertulang, diperlukan suatu kepastian tentang keamanan struktur terhadap keruntuhan yang mungkin terjadi selama umur bangunan. Salah satu keruntuhan yang cukup fatal dalam konstruksi balok beton bertulang adalah keruntuhan geser yang diakibatkan oleh kombinasi beban lentur, beban aksial, dan beban geser. pBeban geser yang melebihi kapasitas penampang balok beton bertulang akan mengakibatkan retakan-retakan diagonal disepanjang balok beton tersebut. Jika balok tersebut tidak mempunyai jumlah tulangan transversal dan tulangan longitudinal yang cukup serta didetail dengan benar, retakan-retakan tersebut dapat terjadi lebih awal dan pada akhirnya akan berakibat terjadi keruntuhan yang tiba-tiba pada balok. Jadi salah satu hal yang sangat perlu untuk diperhatikan dalam merencanakan maupun menganalisa suatu struktur beton betulang adalah kegagalan geser pada unit-unit struktur, karena kegagalan geser adalah keruntuhan getas yang berakibat fatal.Perkuatan merupakan salah satu alternatif untuk meningkatkan kemampuan struktur dalam memikul beban geser, antara lain menggunakan woven carbon fiber berbentuk lembaran yang terdiri dari serat-serat carbon dan fiber yang berfungsi meningkatkan kapasitas geser pada balok. Model balok yang digunakan adalah balok beton bertulang dengan tampang empat persegi berukuran 15×20×130cm; dengan tulangan tarik 3D12 dan tulangan tekan 2D12 serta tulangan geser dia.6 sebanyak 12 (dua belas) buah dan Mutu Beton untuk semua benda uji adalah K-250. Variasi benda uji dibedakan berdasarkan jarak tulangan geser dan ditambah dengan perkuatan lilitan lembaran woven carbon fiber dengan lebar 30 mm. Dari hasil eksperimental balok Uji I keruntuhan terjadi pada beban sebesar 8 ton dengan lendutan maksimal 0,95 mm; untuk balok uji II keruntuhan terjadi pada beban 7 ton dengan lendutan maksimal 0,75 mm; untuk balok uji III keruntuhan terjadi pada beban 8 ton dengan lendutan maksimal sebesar 0,66 mm dan pada balok uji IV keruntuhan terjadi pada beban 7 ton dengan lendutan maksimal sebesar 0,67 mm. Pola retak lentur dimulai pada daerah dibawah beban kemudian diikuti retak pada tengah bentang dan semakin rapat lembaran woven carbon fiber semakin meningkat kapasitas geser pada balok.