Electronic Theses and Dissertation

Penggunaan Abaca Fiber Reinforced Polymer (AbFRP) merupakan alternatif yang ramah lingkungan dan efisien untuk perkuatan lentur struktur beton bertulang. Penelitian eksperimental berfokus terhadap perkuatan lentur balok beton bertulang menggunakan AbFRP telah dilakukan oleh Inayatsyah (2026). Perkembangan teknologi membuat pemodelan benda uji beton bertulang menjadi lebih mudah. ATENA merupakan software berbasis metode elemen hingga yang digunakan untuk analisis nonlinear struktur beton bertulang. Software berbasis elemen hingga ini dapat digunakan sebagai alternatif dari percobaan eksperimental yang memakan banyak biaya dan waktu, namun penggunaannya harus dilandasi oleh asumsi dasar yang valid dan akurat. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan model numerik dari pengujian laboratorium yang telah dilakukan oleh Inayatsyah (2026) menggunakan software ATENA untuk memvalidasi dan memprediksi perilaku struktur. Sebanyak empat benda uji dimodelkan: balok lentur kontrol (BLK) dan balok perkuatan AbFRP variasi 2 lapis (BL2L), 3 lapis (BL3L), serta 4 lapis (BL4L). Hasil penelitian menunjukkan model numerik memiliki tingkat akurasi yang sangat tinggi. Persentase deviasi beban maksimum dan lendutan antara pemodelan dan eksperimental secara konsisten berada di bawah 10%, yaitu: BLK (3,40% dan 6,21%), BL2L (1,76% dan 1,55%), BL3L (1,60% dan 1,12%), serta BL4L (4,05% dan 4,82%). Aplikasi AbFRP terbukti mampu meningkatkan kapasitas beban secara signifikan seiring penambahan lapis serat. Peningkatan kapasitas beban pada balok yang diperkuat AbFRP dibandingkan dengan balok kontrol mencapai 15,70% (BL2L), 17,19% (BL3L), dan 19,02% (BL4L). Selain itu, ATENA berhasil memvisualisasikan mekanisme keruntuhan lentur serta pola retak yang identik dengan eksperimental. Berdasarkan hasil tersebut, disimpulkan bahwa pengembangan metode numerik berbasis elemen hingga menggunakan software ATENA V590 valid dan akurat, sehingga direkomendasikan sebagai alternatif dalam memprediksi kekuatan struktur beton bertulang dengan perkuatan AbFRP.

The use of Abaca Fiber Reinforced Polymer (AbFRP) is an eco-friendly and efficient alternative for the flexural strengthening of reinforced concrete structures. An experimental study focusing on the flexural strengthening of reinforced concrete beams using AbFRP was conducted by Inayatsyah (2026). Technological advancements have made the modeling of reinforced concrete specimens much easier. ATENA is a finite element method-based software used for the nonlinear analysis of reinforced concrete structures. This finite element-based software can serve as an alternative to experimental testing, which consumes significant cost and time, however its application must be based on valid and accurate basic assumptions. Therefore, the objective of this study is to develop a numerical model of the laboratory tests previously conducted by Inayatsyah (2026) using ATENA software to validate and predict structural behavior. A total of four specimens were modeled: a control flexural beam (BLK) and AbFRP-strengthened beams with variations of two layers (BL2L), three layers (BL3L), and four layers (BL4L). The results indicate that the numerical model exhibits a very high level of accuracy. The deviation percentages of maximum load and deflection between the numerical and experimental results were consistently below 10%, specifically: BLK (3.40% and 6.21%), BL2L (1.76% and 1.55%), BL3L (1.60% and 1.12%), and BL4L (4.05% and 4.82%). The application of AbFRP proved capable of significantly increasing the load-bearing capacity along with the addition of fiber layers. The increase in load capacity for the AbFRP-strengthened beams compared to the control beam reached 15.70% (BL2L), 17.19% (BL3L), and 19.02% (BL4L). Furthermore, ATENA successfully visualized a flexural failure mechanism and crack patterns identical to those observed in the experimental study. Based on these findings, it is concluded that the development of a finite element-based numerical method using ATENA V590 software is both valid and accurate. Consequently, it is recommended as a reliable alternative for predicting the structural strength of reinforced concrete strengthened with AbFRP.