beton prategang sipil 2011

BETON PRATEGANG

OlehOleh::

Drs. Ir. Andi Indianto, MT.Drs. Ir. Andi Indianto, MT.

D4 JALAN TOLD4 JALAN TOL

TEKNIK SIPIL - PNJTEKNIK SIPIL - PNJ

Jakarta, 2010Jakarta, 2010

MATERI1. PENGANTAR BETON PRATEGANG2. SNI. UTNUK BETON PRATEGANG 3. MACAM-MACAM KONSTRUKSI BETON PRATEGANG4. INTERNAL DAN EKSTERNAL PRESTRESSING5. TRACE KABEL LURUS DAN MELINGKAR6. PRETEGANG SEBAGIAN DAN PENUH7. SISTEM PRATEGANG DAN PENJANGKARAN8. KONSEP DASAR BETON PRATEGANG9. DESAIN PENAMPANG BETON PRATEGANG10. DAERAH AMAN KABEL11. LEBAR MANFAAT BALOK T 12. PENENTUAN GAYA PRATEGANG .13. PENENTUAN DIA. KABEL, SELONGSONG, TYPE ANGKUR DAN

TYPE DONGKRAK.14. KONTROL PENAMPANG BETON15. LOSS OF PRESTRESS16. KONTROL GESER TUMPUAN17. TULANGAN END ZONA18. KONTROL LENDUTAN

BUKU ACUAN

1. Desain struktur beton prategang : TY lin2. Beton prategang : N Krisna Raju3. Prestressed Concrete : Edward G. Nawy4. Perencanaan Beton Struktural : BMS 19925. Perencanaan struktur beton untuk jembatan: SNI

20026. Ekternal prestressing in Bridges, Antoine Naaman

Teknologi beton Teknologi beton barubaru

Beton mutu tinggi&

Beton berkinerja tinggiDapat diproduksi dan digunakan untuk scala

proyek yang besar

Perlu penelitian teknologi beton yang terus menerus

Berbagai macam eksperimen tentang

Proses produksidesignKonstruksi di lapangan

PENGANTAR BETON PRATEGANG

High Performance Concrete

For contractorsFor contractors

suitable workability and pumpability

high early strength

For structural designersFor structural designers

high or very high strengthlow creep and shrinkage

For ownersFor owners

water tight/Kedap airsulphate resistancelow chloride penetrationlong term durability

The Advantages of The Advantages of using High using High

Performance Concrete Performance Concrete for heavy construction for heavy construction

such as high-rise such as high-rise buildings and long buildings and long

span bridgesspan bridges

can reduce generally can reduce generally the dimension of the dimension of concrete section, concrete section, then make lighter then make lighter and more slender and more slender structurestructurehigh early strength high early strength can induce shorter can induce shorter time of constructiontime of construction

better durability / better durability / daya tahandaya tahan

Most structures in Indonesia Most structures in Indonesia that first require high that first require high strength concrete in the past strength concrete in the past were the were the prestressed prestressed concrete structuresconcrete structures, in , in particular for the construction particular for the construction of of fly-overfly-over and and bridgesbridges..

Semanggi Fly-over Jakarta

1962

Rajamandala BridgeCianjur, West

Java1979

Cawang – Tj. Priok – Pluit – Grogol 1996

Barelang BridgeRempang-Galang, Batam (East of Sumatra) 1998

Prince EdwardCanada 1998

High strength concrete

fc’ = 100 MPa

Better resistance against very cold water.

Faster realization.

Better durability / daya tahan

Better performance for under water concreting.

| 21

JEMBATAN SURAMADUSurabaya 2002

Sisi SurabayA Sisi Madura

Causeway

1.458 m

36 Bentang

Appr.Bridge

672 m

9 span( CIC )

Appr. Bridge

672 m

9 span( CCC )

Main Bridge

818 m

3 span( CCC )

Causeway

1.818 m

45 Bentang

Main Span (21 Bentang)

Panjang Total (5.438 m)Jalan Pendekat

4,35 km

Jalan Pendekat

11,50 km

EXECUTIVE SUMMARY REPORT APRIL 2008

Concrete Mix Trial of Pylon - Suramadu Bridge Project

JMF for Pylon

Strength 28 days : 63.2 MPa (K600)

W / C ratio: 0.3

Fine agg % : 35 %

Cement : 315 kg/m3

Fine aggregate : 830 kg/m3

Coarse aggregate : 1013 kg/m3

Water : 145 kg/m3

Mineral adm. : Fly ash (169 kg/m3)

Chem. Admixture : retarding (0.15%) + Super plasticizer (1.2%)

Slump : 200 mm

Unit weight : 2460 kg/m3

Workability : no bleeding & segregation, good cohesiveness

Initial & Set time : 10 hours & 15 hours

MAIN BRIDGE

Construction of Middle Cross Beam P46

|

Kuat Tarik & Kuat Tarik Lentur

Kuat tarik langsung dari beton, fct, bisa diambil dari ketentuan:

0,33 fc’ MPa pada umur 28 hari, dengan perawatan standar; atau Dihitung secara probabilitas statistik dari hasil pengujian.

Kuat tarik lentur beton, fcf, bisa diambil sebesar

0,6 fc’ MPa pada umur 28 hari, dengan perawatan standar; atau Dihitung secara probabilitas statistik dari hasil pengujian.

SNI 2002 TENTANG BETON PRATEGANG

Material property

BETONModulus elastisitas : Ec boleh diambil sebesar 4700fc’, (MPa )

Atau '5,1 043,0 ccc fwE

Angka Poisson : , 0,2

Massa Jenis : 2400 kg/m3

Koefisien muai panas : 10 x 10-6 per 0C,

BAJA TULANGAN NON PRATEGANG Modulus elastisitas baja tulangan : Es = 200.000 MPa

Koefisien muai panas : 12 x 10-6 per oC

BAJA TULANGAN PRATEGANGMODULUS ELASTISITAS Ep. untuk kawat tegang-lepas : 200 x 103 MPa; untuk strand tegang-lepas : 195 x 103 MPa; untuk baja ditarik dingin dengan kuat tarik tinggi :170 x 103 MPa;

KUAT TARIK LELEH EKIVALEN / TEGANGAN LELEH fpy. fpy kawat baja prategang : 0,75 fpu fpy strand dan tendon baja bulat:0,85 fpu.

TEGANGAN IJIN PADA KONDISI BATAS DAYA LAYAN fpe. fpe tendon pasaca traik, pada jangkar dan sambungan,setelah

penjangkaran : 0,70 fpu fpe kondisi layan : 0,60 fpu.

TEGANGAN IJIN PADA SAAT TRANSFER GAYA PRATEGANG fpI. fpI = 0,94 fpy. Dan lebih kecil dari 0,85 fpu.

SELIMUT BETON PADA TENDON DAN SELONGSONG

Tendon dengan sistem pra tarik , minimum 2 kali diameter tendon, tidak harus lebih besar dari 40 mm.

Selongsong sistem pasca tarik minimum 50 mm dari permukaan selongsong ke bagian bawah komponen dan 40 mm pada bagian lain.

Ujung tendon pasca tarik atau perlengkapan angkur harus diambil 50 mm.

Selimut Beton Berdasarkan Diameter TulanganPada Beton Prategang

MACAM-MACAM KONSTRUKSI BETON PRATEGANG

Konstruksi beton prategang : konstruksi beton yang diberikan tegangan awal untuk melawan tegangan akibat beban kerja

Konstruksi beton prategang akan efektif jika digunakan untuk menahan beban dalam satu arah; seperti:

- Girder Jembatan- Balok lantai bangunan gedung- Pelat lantai - silo

INTERNAL DAN EKSTERNAL PRESTRESSINGKabel / tendon prategang dapat dipasang diluar balok atau didalam balok.

Dalam balok disebut : Internal prestressing

Diluar balok disebut: Eksternal prestressing

Internal prestressing

INTERNAL DAN EKSTERNAL PRESTRESSING

Eksternal prestressing

BONDED DAN UNBONDED TENDON Kabel Internal prestressing dapat dipasang terikat (bonded) dengan

beton atau lepas dengan beton (unbonded). Kabel eksternal prestressing dipasang lepas dengan beton (unbonded).

Bonded : KABEL / TENDON MELEKAT PADA BETON. Pratekan sistem pratarik selalu bonded. Pada SISTEM PASCA TARIK, agar kabel bonded dengan beton dilakukan grouting setelah kabel ditarik.

UnBonded : KABEL / TENDON tidak MELEKAT PADA BETON. Pada SISTEM PASCA TARIK, agar kabel Unbonded dengan beton maka tidak dilakukan grouting ..

PrestressInternal

Eksternal

Bonded

Un Bonded

Un Bonded

TRACE KABELTrace kabel prategang dapat dibuat lurus, segitiga, trapesium dan

melingkar/parabolic

Internal Prestressing

Parabolik

Segitiga

Trapesium

Eksternal Prestressing

Model Parabolik

Segitiga

Trapesium

Lurus

PRETEGANG SEBAGIAN DAN PENUH PRATEGANG PENUH:

Semua tegangan tarik yang terjadi pada struktur ditahan oleh tendon/kabel, tulangan yang ada hanya difungsikan sebagai penahan retak dan susut

PRATEGANG SEBAGIAN:

Tegangan tarik yang terjadi pada struktur ditahan oleh tendon/kabel dan tulangan longitudinal.

SISTEM PRATEGANG DAN PENJANGKARAN

Pemberian tegangan tekan pada penampang beton dilakukan dengan memberikan gaya tarik pada kabel / tendon.

Gaya tarik pada kabel ditransfer ke penampang beton menjadi gaya tekan melalui angkur yang ditahan oleh cover plate

Penarikan kabel dapat dilakukan sebelum beton dicor ( pratarik) ( pretensioning) atau setelah beton dicor ( Pascatarik) ( postensioning)

Penarikan kabel dapat dilakukan dengan cara Mekanis, Hidrolis, dan termal Listrik..

Penyebaran gaya dari cover plate angkur ke beton

Gaya tarik KabelOleh dongkrak

Gaya tekan pada angkur

Cover plate

Angkur

Kabel / Tendon

Beton

PEMBERIAN GAYA PRATEGANGPEMBERIAN

GAYA PRATEGANG

SEBELUM BETON DICOR / PRATARIK /

PRETENSIONING

SESUDAH BETON DICORPASCA TARIK /

POSTENSIONING

-Beton di cor, ditengahnya

diberi lubang tendon

-Ditunggu hingga mengeras-Diberi tendon-Dipasang angkur-Tendon ditarik

PENARIKAN KABELDENGAN MUR

PENARIKAN KABELDENGAN DONGKRAK HIDROLIS

PENARIKAN KABELDENGAN TERMO LISTRIK

KONSEP DASAR BETON PRATEGANG

PERHITUNGAN GIRDER BETON PRATEGANG

1 Pembebanan Kondisi Awal2 Pembebanan Kondisi Akhir3 Penentuan Gaya Prategang4 Penentuan Ukuran Cover Plate5 Kontrol Kehilangan tegangan6 Kontrol geser tumpuan7 Tulangan end zone

Potongan Lintang jembatan

DESAIN Penampang Girder

Penampang Girder Ujung

Penampang Girder Tengah

bw

DAERAH AMAN KABEL bm

KONDISI AWAL KONDISI AKHIR

Girder Girder

Plat lantai

ka

kbCgc awal

Cgc akhir

ka

kbe1

e

e1 : untuk mendapatkan daya layan max

P

P.e = Mdl + MllTeori Load Balancing

PENENTUAN GAYA PRATEGANG DAN DIAMETER KABEL

KONDISI AWAL di tengah bentang : beban yang diperhitungkan : DL dan Pi MPi = Pi x e

IxWa

yaIx

Wbyb

DLMDL

M

Wa

Pie1

e

cgcka

kb

ya

yb

DLMDL

M

Wb

Pi

Pi

Ac

Pi

Pi

Ac

piMpi

M

Wa

piMpi

M

Wb

,

0,6 fc

,

0,25 fc

Pi didapatkan, Ø kabel didapatkan, Ø selongsong didapatkan,Tipe angkur didapatkan, Tipe dongkrak didapatkan.

TABEL TENDON

TABEL ANGKUR DAN SELONGSONG

TABEL DONGKRAK

Tegangan di tengah bentang Kondisi pengecoran plat lantai :

beban yang diperhitungkan : DLgirder, DL lantai , beban peralatan dan Pe1

MPe1 = Pe1 x e IxWa

ya

IxWb

yb

Pe1 = Pi x (1-loss)Loss = ± 8 %

KONTROL TEGANGAN PADA SAAT LANTAI DI COR

MLt = Momen akibat berat lantai jembatan dan peralatan diatasnya

DLMDL

M

Wa

Pe1e1

e

cgcka

kb

ya

yb

DLMDL

M

Wb

1

1Pe

Pe

Ac

1

1Pe

Pe

Ac

11

peMpe

M

Wa

11

peMpe

M

Wb

,

0,45 fc

LtMLt

M

Wa

LtMLt

M

Wb

lantai

Tegangan di tengah bentang KONDISI AKHIR :

beban yang diperhitungkan : DLgirder dan lantai , beban Hidup dan Pe

MPe = Pe x e IxWa

ya

IxWb

yb

Pe = Pe1 x (1-loss)Loss = ± 7 %

KONTROL TEGANGAN PADA SAAT BEBAN HIDUP BEKERJA

MLL = Momen akibat beban hidup P dan q

DLMDL

M

Wa

DLMDL

M

Wb

Pee1

e

cgcka

kb

ya

yb

Pe

Pe

Ac

Pe

Pe

Ac

peMpe

M

Wa

peMpe

M

Wb

,

0,5 fc

LLMLL

M

Wa

LLMLL

M

Wb

,

0,45 fc

Kontrol Penampang BetonDiagram tegangan pada beton prategang murni

Untuk beton biasa :

Mu

'1

'1

30 0,85

30 0,65

0,8

c

c

f MPa

f MPa

Mu Mn

Kontrol Penampang Beton Diagram tegangan pada beton prategang penampang T

LOSS OF PRESTRESSKehilangan tegangan pada kondisi awal:a. Penyusutan/pemendekan betonb. Slip angkurc. Gesekan tendon / kabel

Kehilangan tegangan pada kondisi akhir:d. Rangkak betone. Relaksasi baja

Data yang diperlukan: Pi, Ap, Ec, Pi, t(umur beton, min. 28 hari)

a. Penyusutan/pemendekan beton

5

10

200 10

log 2

xloss

t

Pi

Pi

Ap Kehilangan tegangan = loss x Ec

loss x EcProsentase kehilangan tegangan = 100%

Pi

x

Data yang diperlukan: Pi, Ap,Pi, Es, LSlip angkur (Δ) umumnya antara 3 ~ 5 mm ( 0,3 ~ 0,5 cm )

b. Slip Angkur

.Prosentase kehilangan tegangan = 100%

.Pi

Esx

L

c. Gesekan Tendon / Kabel

Data yang diperlukan: Pi, Ap, Po, Po, , (dalam radian) e=2,7183= 0,18 ~0,3 ( tergantung tingkat kekasaran selongsong)K= 0,15 per 100 m panjang tendony= 2 e (tendon parabolik )

0,85

PiPo

Po py

Pof

Ap

.

57,30

yinv tg

x rad

Kehilangan tegangan = Po - Px

-Prosentase kehilangan tegangan = 100%

Po Pxx

Po

d. Rangkak Beton

Data yang diperlukan: Es, Ec, Øcc, Pi, Ap ,fc ( tegangan akhir beton), fp1(tegangan tendon)

e

Es

Ec Kehilangan teg. (loss) = (Øcc . fc . e ) 1 1-

Pifp loss awal

Ap

( . . )Prosentase kehilangan tegangan = 100%

1ecc fc

xfp

e. Relaksasi Tendon

Kehilangan tegangan sebagai akibat dari susut dan rangkak beton

1 1- Pi

fp loss awalAp

Data yang diperlukan: K4 = koefisien waktu / umur konstruksiK5 = Koefisien tegangan bajaK6 = Koefisien tenperaturRb = Relaksasi dasarj = umur konstuksi / umur rencana ( hari)

4. 5. 6.Rt K K K Rb

1,64 log 5,4K xj

fpK5=1~1,7 jika =0,70 maka K5=1

fp'

fp jika =0,85 maka K5=1,7

fp'

6 , dimana T = suhu setempat20

TK

Rb = 2% untuk tendon

= 1% untuk kawat

Δfc = kehilangan tegangan akibat susut dan rangkakfp1 = Tegangan setelah transfer gaya prategangfp = tegangan yang terjadi pada tendon pada kondisi layanfp’ = tegangan izin tendon pada kondisi layan

Prosentase kehilangan tegangan = Rt 100%1

fcx

fp

6 Kontrol geser tumpuan

.y

inv tgx

y=± 2 e (tendon parabolik )R=reaksi perletakan akibat DL dan LLPv=gaya geser akibat tendonVc= gaya geser pada penampang ujungAgc=Luas penampang beton keseluruhand=h, jika tidak terjadi teg. tarik pada pen. Beton ujung

.sinPv Pe Vc R Pv

'' 1 . . .

14. 6

fcPhVc bw d

Agc

bw

d

Pen. ujung

Persyaratan : Jika Vc >Vc’, maka perlu tulangan penahan geser Jika Vc <Vc’, maka tidak perlu tulangan penahan geser

'Vs Vc Vc . .Av fy dVs

s

1 .min . .

3

bw sAv

fy

KONTROL GESER TUMPUAN'

. .6

cc w

fV b d

.u nV V Vn = Vc + Vs 0.7geser

s

dfAV yv

s Untuk sengkang

s

dfAV yv

s

)cos(sin Untuk tulangan miring

2 ' .

3s cV f bw dVs = Vn - Vc Jika tidak perbesar penampang

'12max

1S atau 600mm jika .

3s cd V f bw d

'14max

1S atau 300mm jika .

3s cd V f bw d

1

3w

vy

b sA

f

7. Tulangan end zone Untuk menghindari pecahnya beton akibat

tekanan cover plate ankur, maka diperlukan tulangan pada daerah ankur ( tul end zona)

Tegangan ijin beton harus lebih kecil dari Pi / Luas Cover plate, Tual end zona praktis.

Jika Pi / A cover plate > dari tegangan ijin beton maka harus dipasang tulangan end zona teoritis, dimana gaya sisa ditahan oleh tul long, dan tul long diikat dengan sengkang, sepertihalnya confined pada kolom

LENDUTAN

BATAS LENDUTAN

NILAI LENDUTAN

BEBAN LAYANBEBAN MATIKONDISI1

300lawan lendutanO l 1800lendutan l

h

L

L : jarak antara dua perletakan

LENDUTAN BALOK DIATAS DUA PERLETAKAN3 4. 5. . . .

Lendutan = 48. 384.

P l q l St Momen P

EI EI EI

beton prategang sipil 2011

Documents