Pengujian Eksperimental Model Sambungan Balok-Kolom Beton Pracetak

## Kharisma Nur Cahyani
Program Studi Teknik Sipil, Politeknik Negeri Malang, Malang Koresponden email : kharismanurcahyono@polinema.ac.id
Diterima: 5 September 2023 Disetujui: 25 Oktober 2023

## Abstract
The main issue in the implementation of precast concrete systems lies in the connections. The connections in precast systems must possess the strength to withstand the occurring loads. One of the methods used for connecting precast concrete is the dry connection method. To test the connections of precast beam-columns, a  quasi-cyclic  loading  test  is  utilized,  which  generates  data  on  the  relationship  between  load  (P)  and displacement  (∆). The test results indicate that test  specimens using 4 anchors have a higher maximum capacity compared to those using 2 anchors. Additionally, the cycles that occur in the test specimen with 2 anchors are longer than those in the specimens with 4 anchors and monolithic specimens. The peak load is achieved by the test specimen with 4 anchors, reaching 1488 kg at a displacement of 18 mm, specifically at a 2% drift. Both the monolithic and 4-anchor test specimens have the same drift, reaching 2%. However, the longest cycles occur in the test specimens with 2 anchors, reaching a 4% drift. Consequently, it can be concluded that the test specimens with 4 anchors have a greater capacity and shorter cycles compared to those using 2 anchors and the monolithic specimens.

## Keywords: precast concrete, beam-column connection, relation of load and displacement

## Abstrak
Permasalahan  utama  dalam  penerapan  sistem  beton  pracetak  adalah  mengenai  sambungan.  Sambungan pada sistem pracetak harus memiliki kekuatan yang mampu menahan beban-beban yang timbul. Salah satu metode  yang  digunakan  dalam  menyambungkan  beton  pracetak  adalah  metode  sambungan  kering  ( dry connection ).  Untuk  menguji  sambungan  balok-kolom  pracetak,  digunakan  uji  pembebanan  quasi  siklik, yang akan menghasilkan data hubungan antara beban (P) dan simpangan (∆). Hasil pengujian menunjukkan bahwa  benda  uji  dengan  menggunakan  4  angkur  memiliki  kapasitas  maksimum  yang  lebih  tinggi dibandingkan dengan benda uji yang menggunakan 2 angkur. Selain itu, siklus yang terjadi pada benda uji 2 angkur lebih panjang daripada benda uji 4 angkur dan juga monolit. Puncak tertinggi tercapai oleh benda uji dengan 4 angkur, yaitu sebesar 1488 kg pada simpangan 18 mm, khususnya pada drift 2%. Benda uji monolit dan benda uji 4 angkur memiliki drift yang sama, yaitu mencapai 2%. Namun, siklus terpanjang terjadi  pada  benda  uji  dengan  2  angkur,  yaitu  mencapai  drift  4%.  Dengan  demikian,  dapat  disimpulkan bahwa  benda  uji  dengan  4  angkur  memiliki  kapasitas  yang  lebih  besar  dan  siklus  yang  lebih  pendek dibandingkan dengan benda uji yang menggunakan 2 angkur dan monolit.
Kata Kunci: beton pracetak, sambungan balok-kolom, hubungan beban dan simpangan

## 1. Pendahuluan
Untuk  memenuhi  peningkatan  kebutuhan  masyarakat  terhadap  berbagai  infrastruktur  di  seluruh Indonesia,  termasuk  perumahan,  hotel,  perkantoran,  dan  jalan  tol,  diperlukan  rancangan  struktur  yang ekonomis,  efisien,  dan  cepat  dalam  pelaksanaannya.  Oleh  karena  itu,  beton  pracetak  (precast)  semakin dianggap  sebagai  alternatif  yang  menarik  dalam  dunia  konstruksi.  Penggunaan  beton  pracetak  dalam proyek konstruksi dianggap lebih efisien daripada menggunakan beton monolit.
Namun, dalam  penerapan  sistem  beton  pracetak,  terdapat  permasalahan  utama yang  harus  diatasi, yaitu masalah sambungan. Sambungan pada sistem pracetak harus memiliki kekuatan yang cukup untuk menahan  beban-beban  yang  terjadi.  Kesalahan  atau  penyimpangan  dalam  dimensi  sambungan  dapat berdampak pada distribusi  tegangan  dalam  struktur yang  akan dibangun. Oleh karena  itu, penting  untuk merancang sambungan pada balok-kolom pracetak agar mampu menahan gaya gempa.
Salah satu metode yang digunakan untuk menyambungkan beton pracetak adalah metode sambungan kering  ( dry  connection ).  Dalam  metode  sambungan  kering,  elemen  beton  pracetak  dihubungkan menggunakan pelat besi sebagai penghubung, yang kemudian dapat diikat dengan baut atau dilas. Metode
ini memberikan beberapa keuntungan dalam instalasi dan penggunaan, namun memerlukan perencanaan dan desain yang cermat untuk memastikan kekokohan dan keamanan struktur.
Kajian  eksperimental  ini  dilakukan  untuk  mendapatkan  hubungan  antara  beban-simpangan  pada kondisi tekan, dan tarik dari hasil pengujian beban siklis lateral pada benda uji balok-kolom beton pracetak.

## 2. Metode Penelitian
Benda  Uji  yang  digunakan  adalah  sambungan  balok-kolom  yang  berbentuk  seperti  huruf  T. Pengujian sambungan balok-kolom, beban yang diaplikasikan beban siklis lateral, yang diimplementasikan sebagai beban gempa. Pada penelitian ini, benda uji berupa beton bertulang berupa kolom dengan dimensi 200 x 200 x 800 mm, dan balok dengan dimensi 150 x 200 x 1000 mm.  Benda uji kolom menggunakan tulangan baja Ø12 mm untuk tulangan utama dan Ø8 mm untuk tulangan sengkang. Detail benda uji yang akan dibuat pada penelitian ini terdapat 3 variasi sebagai berikut.
Tabel 1. Jumlah Benda Uji Beton No. Nama Benda Uji Jumlah Benda Uji 1. Variasi balok-kolom pracetak dengan 4 angkur 2 Buah 2. Variasi balok-kolom pracetak dengan 2 angkur 2 Buah 3. Variasi balok-kolom monolit 1 Buah
Gambar 1. Detail gambar benda uji balok-kolom menggunakan variasi 4 angkur (A4-1,   dan A-42)
Gambar 2. Detail gambar benda uji balok-kolom menggunakan variasi 2 angkur (A21 dan A2-2)
Gambar 3. Detail gambar benda uji balok-kolom monolit (M1)
Pengujian  sambungan  balok-kolom  menggunakan  loading  frame  bertujuan  untuk  mendapatkan beberapa parameter perilaku, model keruntuhan, dan pola retak yang terjadi pada sambungan balok-kolom pracetak.  Beban  diberikan  berdasarkan  perhitungan  teoritis  sebelumnya,  untuk  menghindari  keruntuhan sambungan  secara  tiba-tiba.  Hal  ini  memungkinkan  pengamatan  perilaku  sambungan  dari  pembebanan awal hingga terjadinya retakan, dan hingga benda uji runtuh dapat dilakukan dengan akurat.
Pemasangan LVDT ( Linear Variable Differential Transformer ) akan dilakukan pada daerah tekan terluar  beton. Data  yang didapatkan dari  hasil  pengujian  ini  kemudian digunakan  untuk  membuat  kurva hysteresis yang menghubungkan antara beban dan simpangan pada sambungan balok-kolom.
Gambar 4. Setting alat pengujian

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Hasil pembebanan quasi siklik pada sambungan balok-kolom monolit
Hasil  pengujian  yang  dilakukan  pada  benda  uji  monolit  (M1),  balok  mampu  menerima  beban maksimum pada kondisi tekan sebesar 1302.5 kg, pada simpangan 13.5 mm, tepatnya pada drift 1.5%. Pada kondisi tarik beban maksimum yaitu sebesar 1136 kg, simpangan 18 mm, dan pada drift 2%. Berikut Tabel 2 merupakan tabel hasil lengkap hubungan antara beban-simpangan pada kondisi tekan, dan tarik.
Tabel 2. Nilai beban dan simpangan benda uji M1 pada kondisi tekan Benda Uji Beban (kg) Simpangan (mm) M1 438 1.13 771.28 2.25 1000.08 4.5 1142.72 6.75 1302.5 13.5 1073.28 18 747.5 22.5 Tabel 3. Nilai beban dan simpangan benda uji M1 pada kondisi tarik Benda Uji Beban (kg) Simpangan (mm) M1 340 1.13 486 2.25 756 6.75 854 9 1062 13.5 1136 18 1072 22.5
Dari hasil Tabel 2-3 , dapat dilihat dengan jelas menggunakan kurva histeresis pada Gambar 5 .
Gambar 5. Kurva histeresis pada benda uji monolit (M1)
3.2 Hasil pembebanan quasi siklik pada sambungan balok-kolom pracetak menggunakan 4 angkur Pada benda uji balok-kolom pracetak menggunakan 4 angkur, dibuat 2 buah benda uji. Yaitu, benda uji A4-1, dan A4-2. Hasil pengujian yang dilakukan pada benda uji A4-1, pada kondisi tekan balok mampu menerima  beban  maksimum  sebesar  1547  kg,  pada  simpangan  18  mm,  tepatnya  pada  drift  2%.  Untuk kondisi tarik, beban maksimum yang terjadi yaitu sebesar 1488 kg, simpangan 18 mm, dan drift 2%.
Sedangkan  untuk  benda  uji  A4-2,  pada  kondisi  tekan  balok  mampu  menerima  beban  maksimum sebesar 1457.5 kg pada posisi simpangan yang sama dengan benda uji A4-1, yaitu 18 mm, tepatnya pada drift 2%. Untuk kondisi tarik, beban maksimum yang terjadi yaitu, 1470 kg, simpangan 18 mm dan drift 2%.
Berikut  ini  merupakan  tabel  hasil  lengkap  hubungan  antara  beban-simpangan pada  kondisi  tekan, dan tarik.
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 -25 -15 -5 5 15 25 B eb an ( kg) Simpangan  (mm) Hasil… Beban…
Tabel 4. Nilai beban dan simpangan benda uji pracetak 4 angkur pada kondisi tekan Benda Uji Beban (kg) Simpangan (mm) A4-1 340 1.13 550 2.25 884.5 4.5 1073.5 6.75 1244.5 9 1521 18 1124 22.5
A4-2
362 1.13 619 2.25 861 4.5 987 6.75 1115 9 1321 13.5 1457.5 18 1372 22.5 Tabel 5. Nilai beban dan simpangan benda uji pracetak 4 angkur pada konsisi tarik Benda Uji Beban (kg) Simpangan (mm) A4-1 372 1.13 598 2.25 830 4.5 986 6.75 1120 9 1378 13.5 1488 18 1270 22.5
A4-2
324 1.13 546 2.25 800 4.5 970 6.75 1108 9 1376 13.5 1470 18 1388 22.5
Dari hasil Tabel 4-5 tersebut diatas, dapat dilihat dengan jelas menggunakan kurva histeresis pada Gambar 6 dan Gambar 7 .
Gambar 6. Kurva histeresis pada benda uji pracetak A4-1
-2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 -30 -20 -10 0 10 20 30 B eb an ( kg) Simpangan  (mm) Hasil Pengujian
Gambar 7. Kurva histeresis pada benda uji pracetak A4-2
3.3 Hasil pembebanan quasi siklik pada sambungan balok-kolom pracetak menggunakan 2 angkur Pada benda uji balok-kolom pracetak menggunakan 2 angkur, dibuat 2 buah benda uji. Yaitu, benda uji A2-1, dan A2-2. Hasil pengujian yang dilakukan pada benda uji A2-1, pada kondisi tekan balok mampu menerima beban maksimum sebesar 1411.5 kg, pada simpangan 22.5 mm, tepatnya pada drift 2.5%. Untuk kondisi tarik, beban maksimum yang terjadi sebesar 1236 kg, simpangan 27 mm, dan pada drift 3%. Sedangkan untuk benda uji A2-2, balok mampu menerima beban maksimum sebesar 1720.5 kg pada posisi  simpangan  yang  sama  dengan  benda  uji  A2-1,  yaitu  22.5  mm,  tepatnya  pada drift 2.5%.  Untuk kondisi tarik, beban maksimum yang terjadi adalah sebesar 1266 kg, simpangan 27 mm, tepatnya pada drift 3%.
Berikut  ini  merupakan  tabel  hasil  lengkap  hubungan  antara  beban-simpangan pada  kondisi  tekan, dan tarik:
Tabel 6. Nilai beban dan simpangan benda uji pracetak 2 angkur pada konsisi tekan Benda Uji Beban (kg) Simpangan (mm) A2-1 276 1.13 395 2.25 577 4.5 743 6.75 905.5 9 1146.5 13.5 1411.5 22.5 1297.5 36 A2-2 183 1.13 282 2.25 424.5 4.5 592 6.75 763.5 9 1720.5
22.5 1335.5 27 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 -30 -20 -10 0 10 20 30 B eb an ( kg) Simpangan  (mm) Hasil Pengujian
Tabel 7. Nilai beban dan simpangan benda uji pracetak 2 angkur pada kondisi tarik Benda Uji Beban (kg) Simpangan (mm) A2-1 202 1.13 266 2.25 666 4.5 862 6.75 1062 9 1142 13.5 1236
22.5
1224 36
A2-2
142 1.13
308
4.5 752 13.5 980 18 1266 27 1160 36
Dari  hasil  tabel  tersebut  diatas,  dapat  dilihat  dengan  jelas  menggunakan  kurva  hysteresis  pada Gambar 8 , dan Gambar 9 .
Gambar 8. Kurva histeresis pada benda uji pracetak A2-1
Gambar 9. Kurva histeresis pada benda uji pracetak A2-2

## 3.4 Hasil perbandingan pembebanan quasi siklik pada benda uji monolit, dan pracetak
Dari  hasil  seluruh  pengujian  pada  5  benda  uji  tersebut,  didapatkan  kurva backbone dari  masing- masing  benda  uji.  Kurva  tersebut  menghubungkan  respon  puncak  yang  berupa  beban  maksimum,  dan
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 -40 -20 0 20 40 B eb an ( kg) Simpangan  (mm) Hasil… Beban… -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 -40 -20 0 20 40 B eb an ( kg) Perpindahan(mm) Hasil Pengujian
Beban terluar
simpangan  pada  beban  maksimum,  mulai  dari  siklus  pertama  hingga  siklus  terakhir,  sebagaimana  pada Gambar 10 dan Gambar 11 .
Gambar 10. Kurva backbone pada pengujian 5 benda uji antara beban, dengan simpangan
Gambar 11. Kurva backbone pada pengujian 5 benda uji antara beban, dengan drift ratio
Pada Gambar 10 , dan Gambar 11 , dapat dilihat bahwa beban puncak tertinggi dicapai oleh benda uji A4-1. Yaitu sebesar 1488 kg, pada simpangan 18 mm, tepatnya pada drift 2%. Siklus yang terjadi pada benda uji M1, A4-1, dan A4-2 memiliki drift yang sama, yaitu mencapai 2%. Siklus terpanjang terjadi pada benda uji A2-1, dan A2-2, yaitu hingga mencapai drift 4%.

## 4. Kesimpulan
Dari hasil pengujian quasi siklik didapatkan kurva histeresis hubungan antara beban, dan simpangan untuk masing-masing benda uji. Kapasitas maksimum yang terjadi pada benda uji dengan menggunakan 4 angkur memiliki kapasitas yang lebih besar, dibandingkan dengan benda uji yang menggunakan 2 angkur. Selain  itu,  siklus  yang  terjadi  pada  benda  uji  yang  menggunakan  2  angkur  memiliki  siklus  yang  lebih panjang dibanding dengan benda uji 4 angkur, dan monolit. Adapun hasil pengujian  memperoleh puncak tertinggi dicapai oleh benda uji dengan menggunakan 4 angkur. Yaitu sebesar 1488 kg, pada simpangan 18 mm, tepatnya pada drift 2%. Siklus yang terjadi pada benda uji monolit, dan benda uji 4 angkur memiliki drift yang sama, yaitu mencapai 2%. Siklus terpanjang terjadi pada benda uji dengan 2 angkur, yaitu hingga mencapai drift 4%. Siklus yang terjadi pada benda uji yang menggunakan 2 angkur memiliki siklus yang lebih panjang dibanding dengan benda uji 4 angkur, dan monolit.

## 5. Daftar Pustaka
[1]      ACI  318-08. Building  Requirements  for  Structural  Concrete  (ACI  318-08)  and Commentary.  ACI Committee 318.
[2]   ACI 355.2-01. Evaluating the Performance of Post-Installed Mechanical Anchors in Concrete. ACI Committee 355.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 10 20 30 40 B eb an ( kg) Simpangan  (mm) M1 A4 -1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 1 2 3 4 5 B eb an ( kg) Drift Ratio (%) M1 A4- 1 A4- 2
[3]   Adi, R. Y., dkk. 2014. Perilaku dan Kekuatan Sambungan Kolom pada Sistem Beton Pracetak. Jurnal MKTS: Vol. 20 No. 1 Juli 2014.
[4]  Alcocer, S., et. al. 2002. Seismic Test of Beam-to-Column Connections in a Precast Concrete Frame PCI Journal-May 2002: https://www.reaserchgate.net/publication/274275954.
[5] Alcocer, S., et. al. 2002. Behaviour of a Precast Concrete Beam-Column Connection. 12WCEE200.
[6]  Anonim. 2000. Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. SNI 03-2834-2000.
[7]  Anonim. 2012. Tata Cara Perancangan Beton Pracetak dan Beton Prategang untuk Bangunan Gedung. SNI 7833:2012.
[8]  Anonim.  2012.  Tata  Cara  Perancangan  Beton  Pracetak  dan  Beton  Prategang  untuk  Bangunan Gedung.SNI 7833: 2013.
[9]  Kang, T. H., Lee D. J. 2013. Special Precast Beam-Column Connection Using Pure Dry Cast Method. The 2013 World Congress on Advantages in Structural Engineering and Mechanics (ASEM 13) : Jeju, Korea, September 8-12, 2013.
[10] Kurose, Y., et al. Beam-Column Joints in Precast Concrete Construction in Japan. SP 123-19.
[11] Metelli, G., Riva, P. 2008. Behaviour of a Beam to Column Dry Joint for Precast Concrete  Elements. The 14 th World Conference on Earthquake Engineering October 12-17, 2008: Beijing, China.
[12]  Naibaho,  P.,  dkk.  2015.  Studi  Eksperimental  Perilaku  Sambungan  Balok-Kolom  Eksterior  Beton Bubuk  Reaktif  Terhadap  Beban  Lateral  Siklis.  Jurnal  Teknik  Sipil,  Jurnal  Teoretis  dan  Terapan Bidang Rekayasa Sipil. ISSN 0853-2982.
[13]  Noorhidana,  V.  A.  2006.  Analisis  Perilaku  Balok  Beton  Pracetak  dengan  Dry  Joint  Akibat  Beban Siklik Lateral. Tesis Magister: Institut Teknologi Bandung.
[14] Nur, O. F. 2010. Kajian Eksperimental Pola Retak pada Portal Beton Bertulang Akibat Beban Quasi cyclic. Jurnal Rekayasa Sipil: Volume 6 No. 1, Februari 2010.
[15] Syarif,  M.,  dkk. 2016. Perilaku  Sambungan Balok-Kolom  Pracetak  Tipe  Plat  Akibat Beban Bolak- Balik.  Prosiding  Seminar  Nasional  Teknik  Sipil  Fakultas  Teknik,  Universitas  Muhammadiyah Surakarta. ISSN: 2459-9727 .