Kerusakan dan Perkuatan Elemen Struktur Beton Bertulang pada Konstruksi Bangunan

Kerusakan dan Perkuatan Elemen Struktur Beton Bertulang pada Konstruksi Bangunan

Oleh: Diah Ayu Lestari (J08-DIAH)

(Sumber: Penulis, 2020)

ABSTRAK

Perkuatan struktur dalam bangunan saat ini harus direncanakan dengan baik dengan meningkatnya aktivitas masyarakat yang dapat perubahan fungsi struktur yang menyebabkan beban-beban rencana pada bangunan bertambah besar. Beton merupakan aspek terpenting dalam bangunan konstruksi khususnya bangunan-bangunan berukuran besar. Seringkali terjadi permasalahan, salah satunya adalah beton mengalami kerusakan yang dapat mengakibatkan melemahnya perkuatan struktur pada konstruksi di lapangan saat proses konstruksi dan pasca konstruksi.

Kata Kunci: Kerusakan, Perkuatan, Beton, Konstruksi.

PENDAHULUAN

Perkuatan merupakan aspek terpenting pada konstruksi beton, lebih-lebih pada struktur yang mengalami penurunan kekuatan akibat pengaruh lingkungan, umur, kelemahan perawatan, perubahan fungsi struktur, desain awal yang kurang, ataupun kejadian-kejadian alam seperti gempa bumi. Pada proyek dalam proses konstruksi maupun pasca konstruksi di lapangan seringkali didapati berbagai macam permasalahan, salah satunya kerusakan pada beton. Kerusakan terdapat pada elemen struktur beton seperti kolom, balok, pelat, dan dinding beton. Contoh kerusakan pada beton yang sering dijumpai proyek di lapangan juga ada bermacam-macam seperti retak (cracks), lubang (voids) dan kelupasan pada permukaan beton. Kerusakan struktur tersebut diakibatkan dari beberapa faktor, diantaranya kerusakan elemen struktur beton, kesalahan saat perencanaan, dan kesalahan saat proses konstruksi. Berbagai macam kerusakan yang terjadi pada beton dapat diatasi dengan berbagai jenis perbaikan pada beton. Untuk mengatasi faktor-faktor penyebab kerusakan struktur tersebut dibutuhkan perkuatan struktur.

PERMSALAHAN

Saat ini semakin banyaknya konstruksi bangunan yang sering terjadi kerusakan struktur maupun non-struktur, pada saat proses pembangunan maupun masa layannya yang diakibatkan oleh faktor bangunan ataupun faktor dari luar. Dimana macam dan tingkat kerusakan yang sering terjadi mulai dari yang ringan sampai berat.

Dengan adanya bangunan yang terus mengalami kerusakan harus sudah dapat secepatnya diperbaiki dan difungsikan kembali, maka perlu adanya upaya penanganan terhadap kerusakan-kerusakan yang terjadi, baik dengan melakukan perkuatan ataupun perbaikan. Seringkali terbatasnya waktu, maka perkuatan yang dilakukan tidak memperhatikan beberapa peraturan yang berkaitan prosedur pelaksanan, kapasitas struktur, dan serta kontrol kualitas.

PEMBAHASAN

Struktur bangunan terbuat dari bahan kaku yang letaknya datar (balok), tegak (kolom), atau miring (tangga) di atas bahan yang kaku juga (pondasi). Balok disebut juga sebagai elemen horisontal dan kolom sebagai elemen vertikal. Balok memikul beban sepanjang batang dan menyalurkannya ke kolom. Selanjutnya kolom akan menyalurkan beban tersebut ke pondasi. Gaya yang bekerja pada balok secara transversal mengakibatkan balok melentur atau melendut. Sedangkan kolom pada umumnya menerima gaya aksial, sehingga tidak melentur.

1.     Balok

Balok merupakan suatu elemen struktur tekan yang memegang peranan penting dari suatu bangunan. Balok pada konstruksi bangunan mendapat gaya atau aksi. Gaya yang bekerja pada balok akan menimbulkan reaksi pada simpul atau perletakan, gaya geser, momen lentur, gaya dalam (tarikan dan tekanan), dan lendutan pada balok. Beban merata dapat berupa plat lantai gedung bertingkat atau plat lantai jembatan. Karakteristik balok ditentukan oleh jenis perletakan, bentuk, panjang, dan bahannya.

Balok dapat mengalami keruntuhan  kekuatan akibat faktor – faktor.  Keruntuhan pada balok yang disebabkan oleh gagal geser karena keruntuhan akibat gaya geser pada suatu balok beton bertulang bersifat getas dan keruntuhannya terjadi secara tiba-tiba. Hal tersebut dapat dicegah dengan memberikan tulangan geser pada balok. Fungsi dari tulangan geser ini adalah untuk menahan gaya tarik arah tegak lurus dari retakan yang diakibatkan oleh gaya geser. Untuk penanganan kerusakan pada balok dapat dilakukan dengan cara memberikan perkuatan pada balok tersebut. Sehingga balok dapat bekerja menahan beban yang diterima. Salah satu contoh perkuatan yang diberikan adalah dengan memeberikan baja tulangan pada balok. Pemasangan baja tulangan ini diberikan pada sisi-sisi balok. Pemasangan pelat beton diberikan secara ekternal dan dipergunakan sampai balok tidak dapat lagi menerima beban walaupun telah diberi perkuatan. (Zekrona, F. 2017).

2.     Kolom

Kolom merupakan suatu elemen struktur tekan yang memegang peranan penting dari suatu bangunan. Berdirinya suatu bangunan ditentukan oleh berdirinya kolom. Kolom sebagai tiangnya bangunan, sehingga keruntuhan pada suatu kolom menyebabkan runtuh total seluruh struktur. Kolom sebagi batang tegak dari rangka struktur yang memikul beban dari balok. Rangkaian balok dan kolom disebut portal. Semua beban yang diterima balok akan diterusakan ke kolom, sehingga fungsi kolom sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi.

Pada umumnya gaya yang bekerja pada elemen koloma dalah gaya aksial tekan. Keruntuhan suatu kolom merupakan kondisi kritis yang dapat menyebabkan keruntuhan lantai yang bersangkutan dan bahkan juga seluruh struktur. Kondisi inilah yang menyebabakan keruntuhan kolom struktural merupakan hal yang sangat dihindari sehingga dalam perencanaannya harus lebih diperhatikan dengan memberikan kekuatan cadangan yang lebih tinggi dari pada balok ataupun elemen struktur horizontal lainnya. Untuk penanganan kerusakan pada kolom dapat dilakukan dengan cara memberikan perkuatan pada kolom tersebut. Perkuatan Kolom dengan menggunakan material Pen-Binder yaiu perilaku kolom beton bertulang yang daktail dan tahan goyangan beban gempa memerlukan suatu bentuk dan konfigurasi tulangan pengekang yang mampu menahan inti beton agar tidak lepas sehigga memberikan kekakuan yang cukup selama beban bekerja. Ide dasar penggunan pen-binder sebagai elemen pengikat adalah untuk membantu tulangan pengekang menahan inti beton tetap pada posisinya hingga menjamin proses plastifikasi berlangsung seperti yang dikehendaki dalam desain elemen struktur tersebut. (Kristianto, A., Ichsan Yansusan, 2015).

3.     Pelat

Pelat merupakan komponen struktur yang pertama kali menerima beban mati maupun beban hidup. Beban dari pelat tersebut didistribusikan ke balok, lalu dari balok didistribusikan ke kolom. Jika pada pelat terjadi kerusakan maka pendistribusian beban tidak terjadi dengan baik dan fungsi dari bangunan itu tidak terlaksana sebagaimana mestinya. Pelat merupakan salah satu komponen struktur bangunan yang penting dan harus diperhatikan. 

Perkuatan pelat yang dilakukan harus mempertimbangkan antara biaya, waktu, dan mutu perkuatan. Perkuatan pada pelat lantai mempunyai beberapa solusi, yaitu: menggunakan FRP, menambah tebal pelat, dan sebagainya. Memilih perkuatan pelat yang efektif memerlukan beberapa pertimbangan, antara lain: seberapa besar pengaruh dari perkuatan yang dilakukan, biaya perkuatan, waktu pekerjaan, dan metode pelaksanaan pekerjaan. Analisis yang dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh dari perkuatan pelat, adalah dengan metode itu adalah Metode Elemen Hingga (MEH). Metode tersebut diaplikasikan mulai dari analisis stress (tegangan), dan deformasi pada bidang struktur bangunan. Saat ini, banyak software yang dapat digunakan untuk menganalisis MEH, salah satunya Autodesk Nastran In-Cad 2016. (Agustinus, Samuel., Cindrawaty Lesmana. 2019).

Kerusakan pada elemen struktur apabila tidak ditanggapi serius dapat mengalami keruntuhan struktur.  Kerusakan yang sering terjadi dalam struktur beton, antara lain:

1.     Retak (Cracks)

Retak (cracks) adalah pecah pada beton dalam garis-garis yang relatif panjang dan sempit, retak ini dapat ditimbulkan oleh berbagai sebab, diantaranya evaporasi air dalam campuran beton terjadi dengan cepat akibat cuaca yang panas, kering atau berangin. Retak akibat keadaan ini disebut plastic cracking, Bleeding yang berlebihan pada beton, biasanya akibat proses curing yang tidak sempurna. Retakan bersifat dangkal dan saling berhubungan pada seluruh permukaan pada plat, retak jenis ini disebut crazing. Pergerakan struktur, sambungan yang tidak baik pada pertemuan kolom dengan balok atau plat, atau tanah yang tidak stabil. Retakan bersifat dalam atau lebar, retak jenis ini disebut random cracks Reaksi antara alkali dan agregat, retakan yang terbentuk sekitar 10 tahun atau lebih setelah pengecoran dan selanjutnya menjadi lebih dalam dan lebar, retakan saling berhubungan satu sama lain. (Isneini, Mohd. 2009).

2.     Lubang-lubang pada beton (voids).

Voids adalah lubang-lubang yang relatif dalam dan lebar pada beton. Void pada beton dapat ditimbulkan oleh berbagai sebab, diantaranya Pemadatan yang dilakukan dengan vibrator kurang baik, karena jarak antar bekisting dengan tulangan atau jarak antar tulangan terlalu sempit sehingga bagian mortar (campuran air, pasir, dan semen) tidak dapat mengisi rongga antara agregat kasar dengan baik. Void yang terjadi berupa lubang-lubang tidak teratur yang disebut honey combing. Bocor pada bekisting yang menyebabkan air atau pasta semen keluar, akan lebih parah jika campuran banyak mengandung air, atau banyak pasta semen atau gradasi agregat yang kurang baik. Keadaan ini disebut sand streaking. (Isneini, Mohd. 2009)

3.     Kelupasan pada permukaan (scalling/ erosion/spalling)

Kelupasan dangkal pada permukaan, yang dapat ditimbulkan oleh beberapa sebab, diantaranya Eksposisi yang berulang-ulang terhadap pembekuan dan pencairan sehingga permukaan terkelupas, keadaan ini disebut scalling Melekatnya material pada permukaan bekisting sehingga permukaan beton terlepas dalam kepingan atau bongkah kecil, keadaan ini disebut spalling Terlepasnya partikel-partikel sehalus debu yang dapat terdiri dari semen yang sangat halus atau agregat yang sangat halus, terlepas akibat abrasi misalnya saat lantai disapu, hal semacam ini disebut dusting. Terdapatnya material organic dalam campuran, kontaminasi yang reaktif atau korosi pada tulangan dapat menimbulkan rongga pada beton yang disebut sebagai popouts, juga dapat disebabkan ekspansi agregat yang pourous segera setelah pengecoran sampai setahun lebih tergantung permeabilitas beton dan ketidakstabilan volume agregat yang digunakan. (Isneini, Mohd. 2009)

Untuk mengatasi kerusakan yang terjadi pada beton bertulang baik dengan struktur besi maupun baja, maka dapat pemilihan bahan perkuatan yang baik dan tepat. Pemilihan material ini untuk perbaikan yang tahan lama. Salah satu solusi untuk perkuatan ini dengan material yang bersifat cementitious yang jadi pilihan terbaik untuk perkuatan beton yang rusak.Pada kondisi tertentu, juga disyaratkan bahwa perkuatan harus mencakup pula ketahanan terhadap serangan bahan kimia hingga terkadang material lain dipilih dengan pertimbangan tersebut. Jadi, material perbaikan bersifat fleksibel sesuai kebutuhan dan sesuai dengan kerusakan yang terjadi.Syarat-syarat yang harus ada dalam material perbaikan seperti material yang bersifat cementitious, berbahan dasar resin, elastomeric sealants, silicones, bentonite, bituminous coating. 

KESIMPULAN

Dalam perbaikan pada perkuatan suatu elemen struktur harus dipastikan terlebih dahulu penyebab kerusakan, setelah itu mencari solusi dengan metode apa yang akan digunakan serta material perbaikan yang tepat, sehingga hasil dari perbaikan tersebut akan mengakhiri kerusakan pada struktur dan dapat mengembalikan integritas struktur serta hasil akhir perbaikan secara estetik dapat diterima. Dalam langkah perbaikan harus diupayakan agar penyebab kerusakan perkuatan struktur dapat diminimalkan dan dihilangkan.

DAFTAR PUSTAKA

Agustinus, Samuel., Cindrawaty Lesmana. 2019. PERBANDINGAN ANALISIS PERKUATAN STRUKTUR PELAT DENGAN METODE ELEMEN HINGGA. Jurnal Teknik Sipil. 15(1):1-85.

Isneini, Mohd. 2009. KERUSAKAN DAN PERKUATAN STRUKTUR BETON BERTULANG. Jurnal Rekayasa. 13(3).

Kristianto, A., Ichsan Yansusan. 2015. STUDI PERKUATAN KOLOM EKSISTING DENGAN PEN-BINDER UNTUK PENINGKATAN DAKTILITAS KOLOM BETON BERTULANG. Jurnal Teknik Sipil. 11(1):1-75

Zekrona, F. 2017. STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH KONSTRIBUSI PELAT BAJA PADA KAPASITAS GESER BALOK BETON BERTULANG [skripsi]. Padang (ID): Universitas Andalas.