Kajian Eksperimental dan Numerik Perkuatan Balok dengan Menggunakan Carbon Fiber Reinforced Polymer dengan Beban Lentur Murni

Abstract

Beam is an element of structure which is used to receive load. The load increasing because of the change in the function of structure, the addition of load on to the building, or the declining strength of the structure building. There are several ways to restore the capability of the structure to carry the load and one of them is toad CFRP plate under the beam as the reinforcing material. This thesis presents the result of study on 3 (three) reinforced concrete beams with the dimensions of its longitudinal section of 150 mm x 300 mm x 2400 mm in carrying the load that produces natural curve and the three test materials was differenciated based on the diameter of stretching frame reinforced with 3 (three) variations of the number and length of CFRP plate after being loaded up to 80% of planned ultimate load. Preliminary calculation for the more accurate step of loading was done before the making of test materials was implemented. Based on this preliminary calculation, it was determined that the diameter of frames used commenced from  8 mm for the crossbar frame and commences from  10, 12 and 14 mm for the main frames. Observation was done by using 2 (two) methods such as experimental and numerical methods through software program of numerical method. Principally, the analysis used to observe the model of test material with the method mentioned above was that the carrying capacity of the beam increased after the CFRP plate was affixed, and the pattern of collapse due to the load given either before or after being reinforced was observed. The result of this study showed that the carrying capacity of the beam in holding back the load significantly increased seen from the increasing ability of the beam to carry the added load until the beam collapsed. The other interesting thing is that the place where the beam collapse moved from the pattern of loading before and after being reinforced with CFRP plate. Before being reinforced, the beam collapsed in the place where the maximum moment occurred while after being reinforced with CFRP plate, the collapse occur in the edges of CFRP plate.

Balok merupakan elemen struktur yang digunakan untuk menerima beban. Beban yang bertambah sebagai akibat dari perubahan fungsi struktur, penambahan beban pada bangunan, atau menurunnya kekuatan dari struktur bangunan. Ada beberapa cara untuk mengembalikan kemampuan struktur memikul beban dan salah satunya adalah menambah pelat CFRP di bawah balok sebagai bahan perkuatan. Tesis ini menyajikan hasil penelitian terhadap 3 (tiga) buah balok beton bertulang yang berdimensi penampang 150 mm x 300 mm x 2400 mm dalam memikul beban yang menghasilkan lentur murni dan ketiga benda uji tersebut dibedakan atas besar diameter pada tulangan tarik yang diperkuat dengan 3 (tiga) variasi jumlah dan panjang CFRP, setelah dibebani sampai 80% dari beban ultimit rencana. Perhitungan pendahuluan untuk langkah pembebanan yang lebih akurat dilakukan sebelum pelaksanaan pembuatan benda uji. Dan dari perhitungan awal ditetapkan bahwa diameter tulangan yang dipakai mulai dari  8mm sebagai tulangan sengkang, tulangan utama dari mulai 10, 12 dan 14 mm). Pengamatan dilakukan dengan 2 (dua) metode yaitu secara eksperimen, dan numerik menggunakan perangkat lunak program metode numerik. Pada prinsipnya analisis yang dilakukan terhadap pengamatan model benda uji dengan metode di atas adalah naiknya kapasitas kekuatan balok setelah dipasang CFRP, dan mengamati pola keruntuhan akibat pembebanan yang diberikan, baik sebelum dan sesudah siperkuat. Hasil yang diperoleh, bahwa terjadi kenaikan kemampuan yang signifikan terhadap perilaku balok dalam menahan beban dilihat dari kenaikan kemampuan balok terhadap pertambahan beban sampai balok runtuh. Hal lain yang menarik yaitu berpindahnya tempat keruntuhan balok dari pola pembebanan sebelum dan sesudah diperkuat dengan CFRP. Balok sebelum diperkuat cenderung berada pada tempat momen maksimum sementara setelah balok dipasang perkuatan dengan CFRP, maka keruntuhan terjadi pada ujung-ujung CFRP.