8. bab v - gelagar beton pratekan

7/23/2019 8. Bab v - Gelagar Beton Pratekan

1/90

BAB V

GELAGAR BETON PRATEKAN

5.1 Spesifikasi Teknis

5.1.1 Spesifikasi Girder

Dalam Perencanaan gelagar jembatan pada Proyek Akhir

ini, desain dimensi awal menggunakan Spesifikasi Girder

Produksi dari PT. ijaya !arya "eton yang disesuaikan

dengan bentang #embatan.

"erikut ini adalah Data Teknis #embatan $Panjang bentang $ %&m

#arak antar girder $ '.()m

Sistem Pratekanan $ pascatarik *posttension+

(

Gambar 5.1Potongan melintang bangunan atas jembatan

Gambar 5.2Penampang Gelagar beton Pratekan di Tumpuan dan -apangan


2/90

5.1.2 Material

5.1.2.1 Betn

Mutu Beton

Dalam Perencanaan gelagar yang memakai Sitem

"eton Pratekan diharuskan menggunakan beton

mutu tinggi karena beberapa alasan yang telah

dijelaskan pada "A" *Tinjauan Pustaka+ dalam

-aporan Proyek Akhir ini.

Modulus elastisitas beton

Tegangan Ijin Beton

Tabel 5.1/utu beton Girder dan Plat umur 0 hari


3/90

Kekuatan Retak

5.1.2.2 Ka!el Ba"a Prate#an#

"eton pratekan adalah beton yang mengalami

tegangan internal dengan besar dan distribusi

sedemikian rupa sehingga dapat mengimbangi sampai

batas tertentu tegangan yang terjadi akibat beban

eksternal atau bisa didefinisikan juga sebagai beton

yang diberi tegangan terlebih dahulu untuk

mengantisipasi beban yang akan bekerja. "eton

prategang mengkombinasikan beton berkekuatan

tinggi dan baja mutu tinggi dengan cara 1aktif1. 2al

ini dicapai dengan cara menarik baja tersebut dan

menahannya ke beton, jadi membuat beton dalam

keadaan tertekan. !ombinasi aktif ini menghasilkan

perilaku yang lebih baik dari kedua bahan tersebut.*-in T.3 dan 45D 2 "urns, 6Desain Struktur "eton

Prategang1 #ilid 'hal. '', 5rlangga$ #akarta '778+.

"aja mutu tinggi merupakan bahan yang digunakan

untuk menghasilkan gaya prategang dan mensuplai

gaya tarik pada beton prategang.

Dalam Proyek Akhir ini, "aja mutu tinggi untuk

menghasilkan sistem Prategang yaitu dengan

menggunakan $69ncoated Se:en ire Stress Strand ;elie:ed for

Prestressed


4/90

5.2 Analisa Pena$pan#

5.2.1 Analisa Pena$pan# Lapan#an

Analisa Penampang -apangan sebelum !omposit

7&

Gambar 5.3Penampang lapangan girder sebelum komposit


5/90

/encari garis netral penampang lapangan atau cgc

penampang sebelum komposit

7'

Tabel 5.2Perhitungan -etak titik berat penampang -apangan girder


6/90

/encari /omen nersia penampang lapangan atau cgc


70

Tabel 5.3Perhitungan momen inersia penampang -apangan girder


7/90

Analisa Penampang -apangan setelah !omposit

7>

Gambar 5.4Penampang lapangan girder setelah komposit


8/90

/encari garis netral penampang lapangan atau cgc

penampang setelah komposit

7%

Tabel 5.4Perhitungan -etak titik berat penampang -apangan girder


9/90

/encari /omen nersia penampang lapangan atau cgc


7)

Tabel 5.5Perhitungan /omen inersia penampang -apangan girder setelah !omposit


10/90

5.2.2 Analisa Pena$pan# T%$p%an

Analisa Penampang Tumpuan sebelum !omposit

78


11/90

/encari garis netral penampang Tumpuan atau cgc penampang

sebelum komposit.

7(

Tabel 5.6Perhitungan -etak titik berat penampang Tumpuan girder

Gambar 5.5Penampang tumpuan girder sebelum komposit


12/90

/encari /omen nersia penampang tumpuan sebelum

komposit

7

Tabel 5.7Perhitungan /omen inersia penampang tumpuan girder sebelum !omposit


13/90

Analisa Penampang Tumpuan setelah !omposit

77

Gambar 5.5Penampang tumpuan girder setelah komposit


14/90

/encari garis netral penampang Tumpuan atau cgc

penampang setelah komposit

'&&

Tabel 5.8Perhitungan -etak titik berat penampang Tumpuan girder setelah komposit


15/90

/encari /omen nersia penampang tumpuan setelah

komposit

'&'

Tabel 5.7Perhitungan /omen inersia penampang tumpuan girder setelah !omposit


16/90

5.& Menent%kan Psisi Tendn

Perencanaan Tata -etak Tendon menggunakan Persamaan

!ur:a Parabola yang memenuhi Persamaan $ y ? a@B b@ B c

*terhadap sisi bawah balok+

Tendn 1

y ? a@0 B b@ Bc

')&& ? & B & Bc

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'&0

Gambar 5.5Posisi tendon di tumpuan dan di lapangan


17/90

Subitusi, didapatkan

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Tendn 2

y ? a@0 B b@ B c

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Subitusi, didapatkan a ? 0.%)

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y ? a@0 B b@ Bc

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b ? C

c ? >&&

'&>


18/90

y ? &.0 @0 @ B >&&

Proses penarikanEstressing kabel Prategang dilakukan dengan

cara menarik dari 0 sisi secara bergantian hal ini dilakukan

untuk mengurangi besarnya kehilangan gaya prategang

'&%

Tabel 5.8jumlah strand pada gelagar

Tabel 5.9Penarikan kabel prategang


19/90

Dengan memasukan nilai @ pada persamaan diatas maka

didapatkan tabel berikut $

Section Tendon ' Tendon 0 Tendon > Tendon %

m mm mm mm mm

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Tabel 5.10Perhitungan -etak dan Posisi Tendon


20/90

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'&8

Lanjutan ta!el 5.1( Perhitungan -etak dan Posisi Tendon


21/90

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5.&.1 Rekapit%lasi M$en )nersia

Section ya yb /omen nersia (Ix)

m mm mm mm%

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Tabel 5.11;ekapitulasi /omen inersia penampang


22/90

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'&

Lanjutan Tabel 5.11


23/90

5.&.2 Per*it%n#an Psisi tendn se!el%$ K$psit


m mm mm mm mm

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8 C'&7.'8) C>&(.'8) C8&'.'8) C(%.'8)

'&7

Tabel 5.12Posisi Tendon terhadap cgc sebelum komposit


24/90

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25/90

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5.&.& Per*it%n#an eksentrisitas Ga+a

Dimana $F',F0,F>F%? gaya yang diberikan pada kabel prategang

y',y0,y>,y% ? Posisi tendon terhadap cgc

Section e

m mm

'''

Lanjutan Tabel 5.12

F%F>F0F'

y%F%y>F>y0F0y'F'

+++

+++=e

Tabel 5.13Perhitungan letak eksentrisitas


26/90

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Lanjutan Tabel 5.13


27/90

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5.' Per*it%n#an Te#an#an Gela#ar

5.'.1 Per*it%n#an Te#an#an #ela#ar fase Transfer Ga+a

"eban yang bekerja pada fase transfer gaya adalah berat

sendiri gelagar.

Tabel 5.14 Perhitungan berat girder

Tabel 5.15 Perhitungan /omen akibat berat sendiri girder

''>


28/90

Section Mg

m KNm

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%& &

5.'.1.1 Ke*ilan#an #a+a prate#an# aki!at #esekanPrategang mengalami gaya gesek atau friction, hal ini

ditunjukan oleh jarum manometer pada dongkrak yang

nilainya kecil pada saat awal transfer padahal gaya yang

diberikan cukup besar. ;umus kehilangan gaya prategang

adalah sebagai berikut $

=

KLF

FF

'

'0

Dimana $

F' ? Gaya awal yang diberikan

F0 ? Gaya setelah menerima gesekan

! ? !oefisien wobble *tendon pada selubung logam

fleksibel+ &.&&'8 &.&&88

- ? Panjang bentang

? koefisen kelengkungan &.') &.0)

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30/90


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Gambar 5.6Sudut pusat tendon dalam

Tabel 5.16Perhitungan Sudut pusat tendon


31/90

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Lanjutan Tabel 5.16


32/90

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''


33/90

''7


34/90


m F F F F

'0& Tabel 5.17!ehilangan gaya akibat gesekan


35/90

N N N N

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5.'.1.2 Ke*ilan#an #a+a prate#an# aki!at slip an#k%rPada sistem posttension setelah kabel ditarik kemudian dilepas,

panjang panjang tarikan akan lebih kecil, karena terjadi slip pada

angkur disaat 2idraulic dilepaskan, artinya ada kehilangan gayapratekan akibat slip yang terjadi pada angkur. "esarnya slip

tergantung pada jenis angkur yang terbentuk baji *wedge+ dan

tegangan pada kabel. ;ataCrata slip yang terjadi sebesar '.) mm.

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Dimana $ A4< ? Gaya yang hilang 4

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Ta!el 5.1,!ehilangan gaya akibat Slip angkur


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Lan"%tan Ta!el 5.1,


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5.'.1.& Ke*ilan#an #a+a prate#an# aki!at slip an#k%r9ntuk sistem pascatarik beton memendek saat tendon

diangkurkan terhadap beton, karena gaya pada kabel dihiitung

setelah perpendekan elastik terhadap beton terjadi. #ika tendon

yang dimiliki lebih dari satu dan tendonCtendon tersebut ditariksecara berurutan, maka gaya prategang secara bertahap bekerja

pada beton, perpendekan beton akan bertambah apabila setiap

kabel diikatkan padanya, dan kehilangan gaya prategang akibat

perpendekan elastis berbedaCbeda pada setiap tendon.

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!ci"KS sS ..=

Dimana $5S ? Perpendekan elastisitas

!es ? &.) koefisien untuk struktur pascatarik

5s ? /odulus 5lastisitas baja

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39/90

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Ta!el 5.1-Tegangan beton terhadap cgs

Lan"%tan Ta!el 5.1-


40/90

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Ta!el 5.2(kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis beton


41/90

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Lan"%tan Ta!el 5.2(


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Ta!el 5.21 Total kehilangan gaya prategang fase awal


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Lan"%tan Ta!el 5.21


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KONTROL

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OK

5.'.1.' Kntrl te#an#an fase transfer

Tegangan jin ijin

Daerah tekan ? >7.% /Pa

Daerah tarik ? C0.&% /Pa

!ontrol tegangan pada penampang dihitung dengan

! atas # (ada se"at atas)

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@cF.e.ya

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45/90

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ba'a)

Section Gaya Tegangan *!+

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Ta!el 5.22 !ontrol tegangan fase transfer gaya


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'>0

Lan"%tan Ta!el 5.22


47/90

5.'.2 Per*it%n#an Te#an#an #ela#ar fase knstr%ksi

Fase konstruksi adalah fase dimana beton

prategang mengalami beban pelaksanaan saat berada di

perletakan bebanCbeban yang ada yaitu/eliputi $ C "eban mati gelagar HG

C "eban mati plat precast HPPC "eban mati plat beton basah H""C "eban mati diafragma PDC "eban hidup pekerja Hk

5.'.2.1 Per*it%n#an Pe$!e!anan dan M$en

C Berat Plat lantai preast

C Be!an /iafra#$a

'>>

1885.0

0

300.00

1050.00


48/90

'>%

300.00

1650

.00

Gambar 5.7Diafragma pada ujung dan -apangan


49/90

'>)


50/90

C Be!an *id%p peker"a

'>8

Pd2 = 12.295 KNPd1 = 16.151 KN

6.60 m6.50 m6.50 m6.50 m6.50 m6.60 m0.4m 0.4m

x1 x2 x3

40 m

BA

Pd1 = 16.151 KNPd2 = 12.295 KNPd2 = 12.295 KNPd2 = 18.443 KNPd2 = 12.295 KN

Gambar 5.8Posisi Diafragma


51/90

9ntuk memudahkan perhitungan beban pekerja

diasumsikan sebagai beban merata *tian m0> org I & kg+

sehingga diperoleh

Hk ? 0.% !4Em0

karena Hk bekerja sepanjang beff ? '.() m

Hk ? 0.% k4Em0@ '.() m

? %.0 !4EmJ

C Berat !etn !asa* t%an#an

Section Momen yang diakibatkan * Momen

'>(

AB

qD1 = 9,1 KN/m

0.4 0.440

qD1 = 22,75 KN/m

1,318,95 18,95

Gambar 5.9Pembebanan beton basah tuangan

Ta!el 5.2& ;ekapitulasi /omen pada saat konstruksi


52/90

Konst"uksi

Girder

Sendiri

*/g+

Diafragma "eton

"asah Pekerja (Mkonst)

m KNm KNm KNm KNm KNm

& & & & & &

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'>

Lan"%tan Ta!el 5.2&


53/90

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5.'.2.2 Kntrl te#an#an fase knstr%ksi

Tegangan jin ijin

'>7


54/90

Daerah tekan ? >7.% /Pa

Daerah tarik ? C0.&% /Pa

!ontrol tegangan pada penampang dihitung dengan

! atas # (ada se"at atas)

! ba'a # (ada se"at

ba'a)

Section Gaya Tegangan *!+

ATAS "AA2

m 4 /PaKONTRO

L /PaKONTR

OL

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@cF.e.ya

AcF +

@c

yb/

@c

F.e.yb

Ac

F konst+

Ta!el 5.2' Tegangan gelagar pada saat fase konstruksi

Lan"%tan Ta!el 5.2'


55/90

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5.'.& Per*it%n#an Te#an#an #ela#ar fase ser0ie

Fase ser:ice adalah fase ahir pada fase ini beton

mengalami aksi komposit terhadap plat lantai yang berada

'%'


56/90

diatasnya sehingga menyebabkan berubahnya kedudukan

garis netral cgc akibat adanya penambahan luas penampang

komposit beban yang bekerja antara lain.

C "eban mati gelagarC "eban plat lantai

C "eban mati akibat aspal

C "eban genangan air hujan

C "eban hidup 9D-

C "eban garis !5-

5.'.&.1 Pe$!e!anan dan M$en pada saat ser0ie

'%0


57/90

Be!an $ati $erata

Be!an Mati $erata ta$!a*an

Be!an id%p Mati terp%sat /iafra#$a

Be!an *id%p /L

"erdasarkan "/S hal 0C' untuk jembatan K >& m

maka, H ? @ *&.) B ')E-+ ? @ *&.) B ')E%&+

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Hudl ? beff @ H

? ',()m @ ( !4Em0

? '0.0) !4Em

Be!an id%p KEL

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Pd2 = 12.295 KNPd1 = 16.151 KN

6.60 m6.50 m6.50 m6.50 m6.50 m6.60 m0.4m 0.4m

x1 x2 x3

40 m

BA

Pd1 = 16.151 KNPd2 = 12.295 KNPd2 = 12.295 KNPd2 = 18.443 KNPd2 = 12.295 KN


58/90

"eban garis pada peraturab "/S *hal 0C'+

ditetapkan nilai !5- ? %% k4EmJ

P!5-? beff @ !5- ? '.()m @ %%!4Em

? ((!4

P!5-*'BD-A+ ? ((!4 @ '.%

? '&(. !4

Section*m+

Momen yang diakibatkan * /omenTotal

Girder

Sendiri*/g+

Diafragma /ati

/erata

2idup

/erata*9D-+

2idup

Garis*!5-+

*/t+

KNm KNm KNm KNm KNm KNm

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Ta!el 5.25 ;ekapitulasi /omen pada saat ser:ice


59/90

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Lan"%tan Ta!el 5.25


60/90


m mm mm mm mm

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&.% 0%'.&08' C)'.&)>7 C80(.07>7 C7').%'>7

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8 C>(%.0& C)(0.0& C88.0& C'&'>.0&

( C%)%.)>0& C8>7.&>0& C70.)>0& C'&'7.00&

Section ya yb /omen nersia (Ix)

m mm mm mm%

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&.% '&(.()%' '0'0.0%)7 ()%))07%%8).78(&

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'%8

Ta!el 5.23 ;ekapitulasi /omen nersia penampang komposit

Lan"%tan Ta!el 5.23

Ta!el 5.24 Posisi tendon terhadap cgc setelah komposit


61/90

C)0.00& C(&&.00& C7'8.00& C'&0%.00&

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' C7%'.00& C'&%>.00& C'&%7.00& C'&)0.00&

'7 C7)&.'>0& C'&)&.8>0& C'&)0.'>0& C'&)0.0&

0& C7)>.&0& C'&)>.&0& C'&)>.&0& C'&)>.&0&

0' C7)&.'>0& C'&)&.8>0& C'&)0.'>0& C'&)0.0&

00 C7%'.00& C'&%>.00& C'&%7.00& C'&)0.00&

0> C708.)>0& C'&>'.&>0& C'&%%.)>0& C'&)'.00&

0% C7&).0& C'&'>.0& C'&>(.0& C'&%7.0&

0) C(7.>>0& C77'.>0& C'&07.>>0& C'&%.&0&

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0 C(8%.00& C78.00& C770.00& C'&%&.00&

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Lan"%tan Ta!el 5.24

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Ta!el 5.2, eksentrisitas gaya setelah komposit

Lan"%tan Ta!el 5.2,


63/90

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;2 ?!elembaban relatif udara sekitar * &L+!sh ?!oefisien dari waktu akhir perawatan beton * &.)+

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64/90

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Permukaan

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Ta!el 5.2- Perhitungan rasio perbandingan =ES

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65/90

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Lan"%tan Ta!el 5.&(


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5.'.&.' Per*it%n#an ke*ilan#an #a+a prate#an# aki!at reep

F-R ? Gaya akibat rangkak!cr ? '.8 untuk pasca tarik

5s ? /odulus elastisitas baja

Fcir ? Gaya yang bekerja pada beton terhadap cgc

setelah transfer

Fcds ? Gaya yang bekerja pada beton setelah semua

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Dimana $

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@c ? /omen inersia setelah komposit

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Ta!el 5.&2 Perhitungan kehilangan gaya prategang akibat rangkakLan"%tan Ta!el 5.&2


70/90

5.'.&.5 Per*it%n#an ke*ilan#an #a+a prate#an# aki!at

relaksasi !a"a

x-S-RS+.K"eR +O*P ++=

Dimana $

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# ? &.&% *strand ( kawat relaksasi rendah +

< ? ' koefisien waktu selama ' tahun

S2 ? Total !ehilangan gaya akibat susut


71/90

5lastisitas

!arena dalam /pa maka !re dikalikan Aps total agar

menjadi 4 *4Emm0 @ mm0 ? 4 +

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Section FR

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Ta!el 5.&& Perhitungan kehilangan gaya prategang akibat relaksasi baja

Lan"%tan Ta!el 5.&&


72/90

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5.'.&.3 Ga+a prate#an# efektif setela* ke*ilan#an ttal

Section Fa'al F susut beton F c"ee F "elaksasi F e!!ekti!

m 4 4 4 4 4

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Ta!el 5.&' Perhitungan gaya prategang efektif setelah kehilangan total


73/90

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74/90

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5.'.&.4 Kntrl te#an#an fase ser0ie

Tegangan jin ijin pada fase ser:ice

Daerah tekan ? 07. /pa

Daerah tarik ? C%.&( /pa!ontrol tegangan pada penampang dihitung dengan

'8&


75/90

Dimana $

F ? Gaya setelah pada fase ser:is

Ac ? -uas masing masing penampang komposit@c ? /omen inersia komposit

ya ? #arak serat terluar bagian atas penampang ke cgc

yb ? #arak serat terluar bagian bawah pemankang ke cgc

/ser:? /omen pada gelagar pada saat fase ser:ice

e ? 5ksentisitas komposit

Section Gaya Tegangan *!+ATAS "AA2

m N M&aKONTROL M&a

KONTROL

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7

8. bab v - gelagar beton pratekan

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