Balok Beton Bertulang yang Diperkuat dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer Wrap saat Dibebani Beban Gravitasi

Brian Widyan Hadi; Henricus Priyosulistyo; Muhammad Fauzie Siswanto

doi:10.21831/inersia.v17i1.39729

Balok Beton Bertulang yang Diperkuat dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer Wrap saat Dibebani Beban Gravitasi

Brian Widyan Hadi, Program Pascasarjana, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 565223, Indonesia
Henricus Priyosulistyo, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 565223, Indonesia
Muhammad Fauzie Siswanto, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 565223, Indonesia

10.21831/inersia.v17i1.39729

Abstract

ABSTRACT

Innovation is developed continuously to find an optimal method of strengthening structural components. There are many strengthening methods for reinforced concrete structures. Carbon Fiber Reinforced Polymer Wrap as a flexural strengthening material according to ACI 440.2R was chosen. The research includes gravity load (dead load and live load) as the initial load during test according to SNI 2847-2013 chapter 20. This research examines the strength of the intact beam, strengthened reinforced beam, and failure pattern, respectively, compared to the intact beam's result theoretically and experimentally. The failure test results show that the maximum loads of the experiment beam were similar to the theoretical analysis with a ratio of 0.98 to 1.33. The failure patterns are shear, flexure-shear, spalling and diagonal cracks, and debonding failures. CFRPW can increase the strength and stiffness of the beams. The increase of CFRP beams (BF A and BF B) is 35,27% and 46,24%, respectively. The increase of stiffness ratio of BF A and BF B is 3,48 and 6,62 compared to BK 1.

ABSTRAK

Sebuah inovasi yang terus dikembangkan agar menemukan sebuah metode yang optimal dalam perkuatan komponen struktur balok. Perkuatan balok beton bertulang dapat dilakukan dalam beberapa metode. Carbon Fiber Reinforced Polymer Wrap dipilih sebagai bahan penguat lentur sesuai ACI 440.2R. Penelitian ini meliputi beban gravitasi (beban mati dan beban hidup) sebagai beban awal pada saat pengujian sesuai SNI 2847-2013 pasal 20. Penelitian ini mengkaji kekuatan balok murni, kekuatan balok yang telah diperkuat, pola keruntuhan dan perbandingan antara hasil teoritis dan eksperimental. Hasil pengujian ultimit menunjukkan bahwa balok uji serupa dengan analisis teoritis dengan perbandingan beban maksimum 0,98 dan 1,33. Pola kegagalan adalah retak geser, geser lentur, keretakan spalling dan diagonal serta kegagalan debounding. CFRPW dapat meningkatkan kekuatan dan kekakuan balok. Peningkatan kekuatan BF A 35,27% dan BF B 46,24% terhadap BK 1. Peningkatan rasio kekakuan balok BF A dan BF B bila dibandingkan dengan BK 1 adalah 3,48 dan 6,62.

Keywords

Reinforced Beam; Carbon Fiber Reinforced Polymer; SNI 2847; ACI 440.2R

Full Text:

PDF

References

Badan Standardisasi Nasional, SNI 2847 Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional, 2013.

A. Latip, “Studi perbaikan elemen kolom struktur bangunan gedung dengan sistem kolom komposit,” in Prosiding Seminar Hasil Penelitian Politeknik Negeri Ujung Pandang, 2018, pp. 88–94.

H. H. Mhanna, R. A. Hawileh, and J. A. Abdalla, “Shear Strengthening of Reinforced Concrete Beams Using CFRP Wraps,” Procedia Struct. Integr., vol. 17, pp. 214–221, 2019, doi: 10.1016/j.prostr.2019.08.029.

Y. F. F. Sofyan, “Perilaku material Retrofit Wiremesh dan SCC dengan overlapping tulangan pada sepertiga bentangan,” Universitas Hasanuddin, 2018.

E. K. Pangestuti, J. Prihanantio, Nuroji, and Antonius, “Flexural strength of reinforced concrete beam with CFRP,” Malaysian Constr. Res. J., vol. 30, no. 1, pp. 59–72, 2020.

S. M. S. Syed Mazlan, S. R. Abdullah, S. Shahidan, and S. R. Mohd Noor, “Failure behaviour of concrete prisms strengthened by various bond widths of carbon fibre reinforced polymer (CFRP),” in MATEC Web of Conferences: ISCEE, Apr. 2017, vol. 103, doi: 10.1051/matecconf/201710302015.

A. Chelcea, “Studi perbandingan pola retak pada beton normal dan beton dengan sambungan model takik akibat beban siklik lateral,” Universitas Hasanuddin, 2017.

B. Suhendro, Teori Model Struktur dan Teknik Eksperimental. Yogyakarta: Beta Offset, 2000.

H. Priyosulistyo, Struktur Beton Lanjut: Bahan Ajar Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada, 2010.

American Concrete Institute, “ACI 440.2r Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures,” Farmington Hills, 2008.

N. Rahmayani, “Pengaruh aspek rasio (Hw/Lw) terhadap daktilitas dan kekakuan pada dinding geser bertulangan horizontal berjarak rapat di bawah pembebanan siklik (Quasi-Statis),” Universitas Brawijaya, 2017.

ASTM International, ASTM A370-03a: Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products. 2003.

ASTM International, ASTM-A706 › Standard Specification for Deformed and Plain Low-Alloy Steel Bars for Concrete Reinforcement. 2016.

G. I. Petrico, “Perbandingan kekuatan lentur balok beton bertulang dengan menggunakan perkuatan CFRP dan GFRP,” J. Mhs. Jur. Tek. Sipil Univ. Brawijaya, vol. 1, no. 2, 2014.

DOI: https://doi.org/10.21831/inersia.v17i1.39729