beton prategangbag

7/25/2019 Beton Prategangbag

1/9

BETON PRATEGANG (PRESTRESSED CONCRETE)Posted byRahman Jumantoro0comments

BETON PRATEGANG (PRESTRESSED CONCRETE)

BETON PRATEGANG

1 1. Sejarah

Beton adalah suatu bahan yang mempunyai kekuatan yang tinggi terhadap tekan, tetapi

sebaliknya mempunyai kekuatan relative sangat rendah terhadap tarik.Beton tidak selamanya

bekerja secara efektif didalam penampang-penampang struktur beton bertulang, hanya bagian

tertekan saja yang efektif bekerja, sedangkan bagian beton yang retak dibagian yang tertarik tidak

bekerja efektif dan hanya merupakan beban mati yang tidak bermanfaat. Hal inilah yang

menyebabkan tidak dapatnya diciptakan srtuktur-struktur beton bertulang dengan

bentang yang panjang secara ekonomis, karena terlalu banyak beban mati yang tidak efektif.

Disampimg itu, retak-retak disekitar baja tulangan bisa berbahaya bagi struktur karena merupakantempat meresapnya air dan udara luar kedalam baja tulangan sehingga terjadi karatan. Putusnya

baja tulangan akibat karatan fatal akibatnya bagi struktur.

Dengan kekurangan-kekurangan yang dirasakan pada struktur beton bertulang seperti

diuraikan diatas, timbullah gagasan untuk menggunakan kombinasi-kombinasi bahan beton secara

lain, yaitu dengan memberikan pratekanan pada beton melalui kabel baja (tendon) yang ditarik atau

biasa disebut beton pratekan. Beton pratekan pertama kali ditemukan oleh Eugene Freyssinet
https://plus.google.com/106247935293323781934https://plus.google.com/106247935293323781934http://amriwidiangga.blogspot.com/2013/01/beton-prategang-prestressed-concrete.htmlhttp://amriwidiangga.blogspot.com/2013/01/beton-prategang-prestressed-concrete.htmlhttps://plus.google.com/106247935293323781934


2/9

seorang insinyur Perancis. Ia mengemukakan bahwa untuk mengatasi rangkak,relaksasi dan slip

pada jangkar kawat atau pada kabel maka digunakan beton dan baja yang bermutu tinggi.

Disamping itu ia juga telah menciptakan suatu system panjang kawat dan system penarikan yang

baik, yang hingga kini masih dipakai dan terkenal dengan systemFreyssinet.

Dengan demikian, Freyssinet telah berhasil menciptakan suatu jenis struktur baru sebagai

tandingan dari strktur beton bertulang. Karena penampang beton tidak pernah tertarik, maka seluruh

beban dapat dimanfaatkan seluruhnya dan dengan system ini dimungkinkanlah penciptaan struktur-

struktur yang langsing dan bentang-bentang yang panjang. Beton pratekan untuk pertama kalinya

dilaksanakan besar-besaran dengan sukses oleh Freyssinet pada tahun 1933 di Gare Maritime

pelabuhan LeHavre (Perancis). Freyssenet sebagai bapak beton pratekan segera diikuti jejaknya

oleh para ahli lain dalam mengembangkan lebih lanjut jenis struktur ini,seperti:

a). Yves Gunyon

Yves Gunyon adalah seorang insinyur Perancis dan telah menerbitkan buku Masterpiecenya

Beton precontraint (2 jilid) pada tahun 1951. Beliau memecahkan kesulitan dalam segi

perhitungan struktur dari beton pratekan yang diakibatkan oleh gaya-gaya tambahan disebabkanoleh pembesian pratekan pada struktur yang mana dijuluki sebagai Gaya Parasit maka Guyon

dianggap sebagai yang memberikan dasar dan latar belakang ilmiah dari beton pratekan.

b). T.Y. Lin

T.Y. Lin adalah seorang insinyur kelahiran Taiwan yang merupakan guru besar di California

University, Merkovoy. Keberhasilan beliau yaitu mampu memperhitungkan gaya-gaya parasit yang

tejadi pada struktur. Ia mengemukakan teorinya pada tahun 1963 tentang Load Balancing. Dengan

cara ini kawat atau kabel prategang diberi bentuk dan gaya yang sedemikian rupa sehingga

sebagian dari beban rencana yang telah datetapkan dapat diimbangi seutuhnya pada beban

seimbang ini. Didalam struktur tidak terjadi lendutan dan karenanya tidak bekerja momen lentur

apapun, sedangkan tegangan beton pada penampang struktur bekerja merata. Beban-beban laindiluar beban seimbang (beban vertikal dan horizontal) merupakan inbalanced load, yang akibatnya

pada struktur dapat dihitung dengan mudah dengan menggunakan teori struktur biasa. Tegangan

akhir dalam penampang didapat dengan menggunakan tegangan merata akibat balanced dan

tegangan lentur akibat unbalanced load. Tanpa melalui prosedur rumit dapat dihitung dengan

mudah dan cepat. Gagasan ini telah menjurus kepada pemakaian baja tulangan biasa disamping

baja prategang, yaitu dimana baja prategang hanya diperuntukkan guna memikul akibat

dariinbalanced load.

Teori inbalanced load telah mengakibatkan perkembangan yang sangat pesat dalam

menggunakan beton pratekan dalam gedung-gedung bertingkat tinggi. Strukturflat slab,

strukturshell, dan lain-lain. Terutama di Amerika dewasa ini boleh dikatakan tidak ada gedung

bertingkat yang tidak menggunakan beton pratekan didalam strukturnya.

T.Y. Lin juga telah berhasil membuktikan bahwa beton pratekan dapat dipakai dengan aman

dalam bangunan-bangunan didaerah gempa, setelah sebelumnya beton pratekan dianggap sebagai

bahan yang kurang kenyal (ductile) untuk dipakai didaerah-daerah gempa, tetapi dikombinasikan

dengan tulangan baja biasa ternyata beton pratekan cukup kenyal, sehingga dapat memikul dengan

baik perubahan-perubahan bentuk yang diakibatkan oleh gempa.


3/9

c). P.W. Abeles

P.W. Abeles adalah seorang insinyur Inggris, yang sangat gigih mendongkrak aliran full

prestressing, karena penggunaanya tidak kompetitif terhadap penggunaan beton bertulang biasa

dengan menggunakan baja tulangan mutu tinggi. Penggunaanfull prestressingini tidak ekonomis,

menurut berbagai penelitian biaya struktur dengan beton pratekan danfull prestressingdapat

sampai 3,5 atau 4 kali lebih mahal dari pada struktur yang sama tetapi dari beton bertulang biasa

dengan menggunakan tulangan baja mutu tinggi. Dengan demikian timbullah gagasan baru yang

dikemukakan oleh P.W. Abeles untuk mengkombinasikan prinsip pratekan dengan prinsip

penulangan penampang atau dikenal dengan nama partial prestressing. Yang mana didalam

penampang diijinkan diadakannya bagi tulangan, lebar retak dapat dikombinasikan dengan baik.

Partial prestressing telah disetujui olehChief Engineers Departementuntuk digunakan

pada jembatan-jembatan kereta api di Inggris, dimana tegangan tarik boleh terjadi sampai 45 kg/cm2

dengan lebar retak yang dikendalikan dengan memasang baja tulangan biasa. Freyssinet sendiri

menjelang akhir karirnya telah mengakui juga bahwa partial prestressing mengembangkan struktur-

struktur tertentu. Begitupun dengan teori load balancing dari T.W. Lin yang ikut mendorongdipakainya partial prestressing karena pertimbangannya kecuali segi ekonomis juga segi praktisnya

bagi perencanaan.

2.Aplikasi

Penggunaan sistem prategang pada elemen struktural linier adalah dengan memberikan

gaya konsentris atau eksentris dalam arah longitudinal. Gaya ini mencegah berkembangnya retak

dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah

kritis pada kondisi beban kerja, sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur, geser, dan torsional

penampang tersebut.


4/9

Selain itu, pemberian tegangan (stressing) juga digunakan pada cerobong reaktor nuklir,

pipa, dan tangki cairan, yang pada dasarnya mengikuti prinsip-prinsip dasar yang sama dengan

pemberian prategang linier. Tegangan melingkar pada struktur silindris atau kubah menetralisir

tegangan tarik di serat terluar dari permukaan kurvilinier yang disebabkan oleh tekanan kandungan

internal.


5/9

Struktur beton prategang mempunyai beberapa keuntungan, antara lain :

a) Terhindarnya retak terbuka di daerah tarik, jadi lebih tahan terhadap keadaan korosif.

b) Kedap air, cocok untuk pipa dan tangki.

c) Karena terbentuknya lawan lendut sebelum beban rencana bekerja, maka lendutan akhirnya

akan lebih kecil dibandingkan pada beton bertulang.

d) Penampang struktur lebih kecillangsing, sebab seluruh luas penampang dipakai secara efektif.

e) !umlah berat baja prategang jauh lebih kecil dibandingkan jumlah berat besi beton biasa.f) Ketahanan gesek balok dan ketahanan puntirnya bertambah. "aka struktur dengan bentang

besar dapat langsing. Tetapi ini menyebabkan #atural $re%uency dari struktur berkurang,

sehingga menjadi dinamis instabil akibat getaran gempaangin, kecuali bila struktur itu memiliki

redaman yang cukup atau kekakuannya ditambah.

&dapun kekurangan dari penggunaan beton prategang adalah :

a) 'engan ketahanan gesek balok dan ketahanan puntirnya bertambah, maka struktur dengan

bentang besar dapat langsing. Tetapi ini menyebabkan natural frequencydari struktur berkurang,

sehingga menjadi dinamis instabil akibat getaran gempaangin, kecuali bila struktur itu memiliki

redaman yang cukup atau kekakuannya ditambah.

b) Penggunaan bahan(bahan bermutu tinggi mengakibatkan harga satuan pekerjaan menjadi lebih

tinggi.

c) Pengerjaan membutuhkan menuntut ketelitian yang lebih tinggi dan pengawasan yang lebih

ketat dari pelaksana ahli.


6/9

3.Sifat-Sifat Bahan

a)Beton

Untuk beton pratekan diperlukan mutu beton yang tinggi (min K-300) karena mempunyai sifat

penyusutan dan rangkak yang rendah mempunyai modulus elastisitas dan modulus tekan yang

tinggi serta dapat menerima tegangan yang lebih besar dibandingkan beton mutu rendah,. Sifat-sifat

ini sangat penting untuk menghindarkan kehilangan tegangan yang cukup besar akibat sifat-sifat

beton tersebut.

b)Baja Prategang

aja mutu tinggi merupakan bahan yang umum dipakai pada struktur beton prategang.

aja untuk beton prategang terdiri dari:

Kawat baja

Kawat baja disediakan dalam bentuk gulungan, kawat dipotong dengan panjang tertentu dan

dipasang di pabrik atau lapangan. aja harus bebas dari lemak untuk menjamin rekatan antara

beton dengan baja prategang.

*ntaian kawat +strand)

Kekuatan batas strand ada jenis yaitu -/ "Pa dan -01/ "Pa, yang la2im dipakai adalah

strand dengan kawat.

Tabel spesifikasi strand 7 kawat

3 #ominal +mm) 4uas #ominal mm Kuat Putus +k#)

1,56 5, 7/

,87 5,7 17,6

8,65 6-,1- 08--,-- 18,10 -/,-

-,/ 8,8 -1/,-

-6,7 -58,56 7/,

atang aja

atang baja yang digunakan untuk beton prategang disyaratkan pada &ST" & 5, kekuatan

batas minimum adalah -/// "Pa. "odulus elastisitas -, -/69 -,85.-/6"Pa. atang baja

mutu tinggi tersedia pada panjang sekitar 7 m. atang(batang baja tersedia sampai 3 57,8 mm.


7/9

Prosedur Perencanaan

Ada dua metode perencanaan struktur beton, yaitu metode beban kerja (working stress method) danmetode beban batas (limit states method). Metode beban kerja dilakukan dengan meghitung tegangan

yang terjadi dan membandigkan dengan tegangan ijin yang bersangkutan. Apabila tegangan yang terjadilebih kecil dari tegangan yang diijinkan maka dinyatakan aman. Dalam menghitung tegangan, semuabeban tidak dikalikan dengan faktor beban. Tegangan ijin dikalikan dengan suatu faktor kelebihantegangan (oerstress factor). !ntuk struktur beton, metode ini diterapkan pada "eraturan #eton$ndonesia ("#$ %&'%).Metode beban kerja didasarkan pada batasbatas tertentu yang bisa dilampaui oleh suatu sistem struktur.#atasbatas tersebut, terutama adalah kekuatan, kemampuan layan, keawetan, ketahanan terhadap api,ketahanan terhadap beban kelelahan dan persyaratan khusus yang berhubungan dengan sistem strukturtersebut. etiap batas dinyatakan aman apabila aksi rencana lebih kecil dari kapasitas komponenstruktur. Aksi rencana dihitung dengan menggunakan faktor reduksi kekuatan. "eraturan beton saat inimenggunakan pendekatan ini, termasuk di $ndonesia, *$ T%+%&&%-, atau edisi barunya, *$ -/'0.#eban pada struktur umumnya terdiri dari beban mati, beban hidup, beban angin, prategang, gempa,tekanan tanah, tekanan air, dan lainlain. #eban yang digunakan dalam desain struktur dikalikan dengansuatu faktor beban dalam suatu kombinasi pembebanan. #erikut ini kombinasi pembebanan daribeberapa peraturan untuk tahap batas kekuatan (trength 1imit tates).*$ -/'0 kode $ndonesia.#eban Mati 2 ! 3 %,0 D#eban Mati dan 4idup 2 ! 3 %, D 5 %,6 1 5 ,+ (A atau 7)#eban Angin 2 ! 3 %, D 5 %, 1 5 %,6 8 5 ,+ (A atau 7)9empa 2 ! 3 %, D 5 %, 1 : %, ; atau ,& D : %, ;

Auat tekan yang tinggi diprelukan untuk menahan tegangan tekanpada serat tertekan, pengangkuran tendon, mencegah terjadinya keretakan, mempunyai moduluselastisitas yang tinggi dan mengalami rangka lebih kecil.


8/9

#aja

#aja yang dipakai untuk beton prategang dalam taktik ada empat macam, yaitu 2%. >awat tunggal (wires), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategang dengan sistem

pratarik.. !ntaian >awat (strand), biasanya digunakan untuk baja prategang untuk beton prategang dengansistem pascatarik-. >awat #atangan (bars), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategang dengansistem pratarik.0. Tulangan biasa, sering digunakan unutk tulangan nonprategang (tidak ditarik), seperti tulanganmemanjang, sengkang, tulangan untuk pengangkuran dan lainlain.>awat tunggal yang dipakai untuk beton prategang adalah yang sesuai dengan spesifikasi ATM A 0% di

Amerika erikat. !kuran dari kawat tunggal berariasi dengan diameter -/ mm, dengan tegangan tarik(fp) antara %+ %' Mpa, dengan modulus elastisitas ;p 3 @ %B Mpa. !ntuk tujuan desain,tegangan leleh dapat diambil sebesar ,/+ dari tegangan tariknya (,/+ fp).

5. Perhitungan Tegangan Serat Pada Balok Prategang Dengan Metode Dasar

*Cm). "rategang awal sebelum kehilangan adalah pi3 ,' pu 3 %/&. psi (%-- Mpa) dan prategang efektif sesudah kehilangan adalah pe 3 %+.psi (%-0 Mpa). 4itungan tegangan serat ditengah bentang akibat .a) "rategang penuh awal tanpa beban graitasi eksternalb) >ondisi beban kerja akhir apabila kehilangan prategang telah terjadi.Data tegangan ijin adalah sebagai berikut 2c? 3 6 psi, beton ringan (0%,0 Mpa)

pu 3 '. (%/6 Mpa) 3 kuat tarik tendon yang ditetapkanpy 3 . psi (%+%' Mpa) 3 kuat leleh tendon yang ditetapkanpe 3 %+. psi (%-0 Mpa)t 3 % E?c 3 &- psi (6,0 Mpa) 3 tegangan tarik iFin malsimum di betonci? 3 0/ psi (--,% Mpa) 3 kuat tekan beton pada saat prategang awalci 3 ,6 ci? 3 // psi (%&,& Mpa) 3 tegangan iFin maksimum di beton pada saat prategang awal.c 3 ,0+ c? 3 tegangan tekan ijin maksimum di beton pada kondisi beban kerja

Asumsikan bahwa tendon dengan % strands tujuh kawat berdiameter %C in (%,'mm) dengan pola strand %/D% digunakan pada balok prategang ini.

Ac 3 00& in.G (&%+ cmG)$c 3 .06& in

r G 3 $c C Ac 3 +,0 inGcb 3 %','' in. (0+ mm)ct 3 6,- in. (%+/ mm)


9/9

beton prategangbag

Documents