FRP membungkus kolom

Metode perkuatan kolom beton bertulang adalah dengan melilitkan CFRP di sekeliling kolom. Langkah-langkah penguatan betonnya adalah sebagai berikut:

1. Panjang dan lebar setiap lembar kain dirancang sesuai dengan tinggi kolom.

2. Bersihkan permukaan kolom beton bertulang dan bersihkan lapisan plester pada permukaan silinder untuk membersihkannya.

3. Ratakan permukaan kolom, oleskan dempul pada permukaan kolom dan ratakan permukaan kolom.

4. Oleskan lem dasar dengan kuas;

5. Oleskan perekat pada perekat dan keringkan dengan perekat.

6. Tempelkan kain serat dan gunakan sikat plastik khusus untuk mengikis permukaan kain agar kain serat viscose permeabel.

7. Plester perekat.

Kolom beton bertulang pada struktur tersebut mengalami tekanan aksial dan momen lentur di ujung kolom. Di bawah aksi tekanan aksial dan momen lentur di ujung kolom, beton di zona tekan tidak hanya akan mengalami deformasi aksial, tetapi juga mengalami ekspansi transversal akibat efek Poisson. Jika ekspansi lateral beton tidak terkendali, beton akan retak. Ketika kain serat dililitkan pada permukaan luar kolom, ekspansi transversal beton menyebabkan tegangan tarik kain serat di lapisan luar, dan kain serat pada gilirannya memberikan kendala pada beton untuk mencegah ekspansi, sehingga beton berada dalam keadaan tegangan tiga dimensi. Dengan demikian, kekuatan tekan ultimit dan kinerja deformasi beton meningkat, dan kinerja deformasi plastis tulangan longitudinal di zona tarik dimaksimalkan. Oleh karena itu, kain serat yang dililitkan pada permukaan kolom beton bertulang tidak hanya dapat meningkatkan daya dukung kolom, tetapi juga meningkatkan daktilitas dan ketahanan seismik kolom.

Faktor-faktor yang mempengaruhi daya dukung tekan kolom pasca perkuatan

1. Bentuk penampang kolom

Kolom beton bertulang dalam bidang teknik umumnya berbentuk lingkaran, persegi panjang, atau persegi. Ketika kolom berpenampang lingkaran dibatasi oleh kain serat, kolom tersebut akan mengalami tarikan keliling, dan tekanan lateral terbatas yang kontinu diberikan pada beton di sepanjang tepi penampang. Ketika FRP membatasi kolom persegi panjang, tekanan lateral beton akan membengkokkan FRP ke arah luar, sehingga FRP memberikan tekanan lateral maksimum di sudut dan tekanan lateral minimum di tengah tepi. Oleh karena itu, hanya sudut dan penampang tengah beton yang lebih tertahan oleh gaya lengkung.

Bentuk penampang memiliki pengaruh besar terhadap daya dukung ultimit dan kapasitas deformasi kolom pendek, dan tingkat perbaikannya adalah kolom silinder, persegi, atau persegi panjang dengan sudut elips, kolom miring, atau kolom persegi atau persegi panjang tanpa sudut miring dari tinggi ke rendah. Oleh karena itu, dalam rekayasa praktis, penampang melingkar atau elips sebaiknya digunakan untuk membungkus serat. Jika menggunakan penampang persegi atau persegi panjang, sudut siku-siku penampang harus dipahat menjadi sudut-sudut membulat, lalu diperkuat dengan kain serat yang dibungkus.

2. Parameter dimensi penampang persegi panjang

Rasio aspek penampang persegi panjang merupakan faktor penting yang memengaruhi daya dukung aksial kolom. Perlu dicatat bahwa ketika rasio panjang dan lebar beton berubah dari 1:1 menjadi 6:1, peningkatan daya dukung menurun dari 1,17 menjadi 1,08, atau hampir 10%. Ketika rasio panjang dan lebar meningkat hingga batas tertentu, peningkatan rasio panjang dan lebar tersebut semakin kecil pengaruhnya terhadap peningkatan daya dukung. Hal ini disebabkan oleh kendala yang diberikan oleh FRP yang semakin mengecil seiring dengan peningkatan rasio aspek penampang persegi panjang, dan pengaruh rasio aspek tersebut semakin mengecil.

Selain rasio aspek penampang, radius fillet penampang juga akan memengaruhi daya dukung kolom. Semakin besar radius fillet, semakin besar kendala betonnya, semakin besar pula daya dukungnya. Namun, radius fillet memiliki pengaruh yang kecil terhadap peningkatan daya dukung.

3. Jumlah stiker untuk kain serat melintang.

Alasan mengapa kolom beton bertulang dapat meningkatkan daya dukung dan daktilitas adalah karena beton ditahan oleh serat kain transversal, dari gaya satu arah menjadi gaya tiga arah yang kompleks. Oleh karena itu, jumlah lapisan serat meningkat, daya dukung beton meningkat, dan kapasitas tekan beton meningkat. Dapat dilihat bahwa semakin kecil rasio aspek, semakin besar pengaruh jumlah lapisan pengikat. Semakin besar rasio aspek, semakin kecil pengaruh jumlah lapisan pengikat.

Dalam rekayasa praktis, jumlah lapisan kain serat harus ditentukan melalui perhitungan desain. Untuk kolom beton bertulang dengan perbedaan panjang dan lebar yang besar, sulit untuk meningkatkan efek penguatan dengan menambahkan kain serat, sehingga metode lain perlu dipertimbangkan.

4. Pengaruh beban sebelum penguatan

Penguatan biasanya dilakukan pada beban tertentu. Kecuali jika penopang sementara lain digunakan untuk mentransfer jalur transmisi beban eksternal, pengaruh beban pra-penguatan harus dipertimbangkan, yaitu pengaruh gaya sekunder pada kolom. Sebelum kolom beton bertulang diperkuat, beton berada dalam kondisi regangan dari tegangan awal di bawah beban eksternal. Setelah penguatan, tidak akan terjadi perubahan pada penampang yang diperkuat sebelum pembebanan, dan tidak akan terjadi perubahan pada regangan penampang. Oleh karena itu, CFRP berada dalam kondisi regangan nol dan tidak memiliki efek penahan pada beton.

5. Creep beton

Creep beton juga akan memengaruhi daya dukung dan kapasitas deformasi kolom beton bertulang di bawah pembebanan jangka panjang. Dengan mempertimbangkan creep beton, daya dukung kolom beton bertulang lebih rendah daripada kasus yang tidak dipertimbangkan, dan kapasitas deformasi lebih tinggi daripada kasus yang tidak dipertimbangkan.

Selain itu, rasio kelangsingan kolom beton bertulang, kuat tekan beton, korosi batang baja, sifat mekanis FRP, dan faktor-faktor lainnya akan memengaruhi kuat tekan kolom beton bertulang.