BAB II TINJAUAN PUSTAKA. kuat tekannya. Karena rendahnya kapasitas tarik tersebut, maka retak lentur terjadi pada

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Menurut (Nawy, Edward G,2001) , beton adalah material yang kuat dalam kondisi tekan, tapi lemah dalam kondisi tarik. Kuat tariknya bervariasi dari 8 sampai 14 persen dari kuat tekannya. Karena rendahnya kapasitas tarik tersebut, maka retak lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah. Untuk mengurangi atau mencegah berkembangnya retak tersebut, gaya konsentris atau eksentris diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural. Gaya ini mencegah berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban tersebut. Penampang dapat berprilaku elastis, dan hampir semua kapasitas beton dalam memikul tekan dapat secara efektif dimanfaatkan diseluruh tinggi penampang beton pada saat semua beban bekerja di struktur tersebut. Gaya longitudinal yang diterapkan seperti di atas disebut gaya prategang, yaitu gaya tekan yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal atau beban hidup horizontal transient. Jenis pemberian gaya prategang, bersama besarnya, ditentukan terutama berdasarkan jenis sistem yang dilaksanakan dan panjang bentang serta kelangsingan yang dikehendaki. Karena gaya prategang diberikan secara longitudinal di sepanjang atau sejajar dengan sumbu komponen struktur, maka prinsip-prinsip prategang dikenal sebagai pemberian prategang linier. Untuk penggunaan pada beban layan yang tinggi, penggunaan baja tulangan (tendon) dan beton mutu tinggi akan lebih efisien. Hanya baja dengan tegangan elastis tinggi yang cocok digunakan pada beton prategang. Penggunaan baja tulangan mutu tinggi bukan saja merupakan suatu keuntungan, tetapi merupakan suatu keharusan. Prategangan 16 Universitas Sumatera Utara

akan menghasilkan elemen yang lebih ringan, bentang yang lebih besar dan lebih ekonomis jika ditinjau dari segi pemasangan dibandingkan dengan beton bertulang biasa. Prategang pada dasarnya merupakan suatu beban yang menimbulkan tegangan dalam awal sebelum pembebanan luar dengan besar dan distribusi tertentu bekerja sehingga tegangan yang dihasilkan dari beban luar dilawan sampai tingkat yang diinginkan. Gaya pratekan dihasilkan dengan menarik kabel tendon yang ditempatkan pada beton dengan alat penarik. Setelah penarikan tendon mencapai gaya/tekanan yang direncanakan, tendon ditahan dengan angkur, agar gaya tarik yang tadi dikerjakan tidak hilang. Penarikan kabel tendon dapat dilakukan baik sebelum beton dicor (pre-tension) atau setelah beton mengeras (post-tension). Pemberian tegangan melingkar , yang digunakan dalam cerobong reactor nuklir, pipa, roda kendaraan, dan tangki cairan, pada dasarnya mengikuti prinsip prinsip dasar yang sama dengan pemberian prategang linier. Tegangan melingkar pada struktur silindris atau kubah menetralisisr tegangan tarik di serat terluar dari permukaan kurvalinier yang disebabkan oleh tekanan kandungan internal

Gambar 2.1 Ilustrasi Cara Mendasar Pemberian Prategang Gambar diatas mengilustrasikan , dengan cara mendasar, aksi pemberian prategang pada beberapa buku. Buku buku diatas dianggap sama seperti blok blok beton yang bekerja sama sebagai sebuah balok akibat pemberian gaya prategang tekan yang besar. Meskipun mungkin blok blok tersebut bisa tergelincir dalam arah vertical, namun pada kenyataannya tidak demikian karena adanya gaya longitudinal tekan tersebut yang mencegah gelinciran. 17 Universitas Sumatera Utara

2.1 PERBANDINGAN DENGAN BETON BERTULANG Dari pembahasan sebelum ini, menurut (Nawy, Edward G,2001) jelaslah bahwa tegangan permanen di komponen struktur prategang diberikan sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja. Agar tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban beban tersebut dapat dieliminasi atau direduksi. Pada beton bertulang, diasumsikan bahwa kuat tarik beton tidak ada sama sekali / diabaikan. Hal ini disebabkan gaya tarik yang berasal dari momen lentur ditahan oleh lekatan yang terjadi antara tulangan dan beton. Dengan demikian, retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali di dalam beton bertulang apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat mengalami beban kerja. Tulangan di dalam komponen struktur beton bertulang tidak memberikan gaya dari dirinya pada komponen struktur tersebut, suatu hal yang berlawanan dengan aksi baja prategang. Baja yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberi beban awal pada komponen struktur , sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan defleksi. Apabila kuat tarik lentur beton dilampaui, komponen struktur prategang mulai beraksi seperti elemen beton bertulang Dengan mengontrol besarnya prategang, suatu sistem struktur dapat dibuat fleksibel atau kaku tanpa mempengaruhi kekuatannya. Pada beton bertulang, perilaku yang fleksibel seperti ini sangat sulit dicapai apabila pertimbangan eknnomi perlu dimasukkan dalam desain. Struktur fleksibel seperti tiang fender didermaga harus mampu menyerap banyak energi, dan beton prategang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Struktur yang didesain untuk menahan getaran besar , seperti pondasi mesin, dapat dengan mudah dibuat kaku dengan memberikan kontribusi gaya prategang pada pengurangan deformasi. 18 Universitas Sumatera Utara

2.2 KEUNTUNGAN BETON PRATEGANG Berikut ini akan dibahas mengenai keuntungan keuntungan dari pemakaian beton prategang dari pada beton bertulang berdasarkan (Budiadi,Andri,2008) sebagai berikut :

1. Terhindarnya retak terbuka di daerah tarik, jadi lebih tahan terhadap keadaan korosif. 2. Komponen struktur beton prategang mempunyai tinggi lebih kecil dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama. Pada umumnya, tinggi komponen struktur beton prategang berkisar antara 65 sampai dengan 80 % dari tinggi komponen struktur beton bertulang. Dengan demikian , komponen struktur prategang membutuhkan lebih sedikit beton dan sekitar 20 sampai 35 persen banyaknya tulangan. Sayangnya, penghematan pada berat material ini harus dibayar dengan tingginya harga material bermutu tinggi yang dibutuhkan dalam pemberian prategang. Juga,bagaimanapun sistem yang digunakan, operasi pemberian prategang itu sendiri menimbulkan tambahan harga. Cetakan untuk beton prategang menjadi lebih kompleks, karena geometri penampang pratengang biasanya terdiri atas penampang bersayap dengan beberapa badan yang tipis. 3. Penghematan jangka panjang secara tidak langsung cukup besar, karena dibutuhkan perawatan yang lebih sedikit dari beton bertulang, yang berarti daya guna lebih lama sebagai akibat dari kontrol kualitas yang lebih baik pada betonnya. 4. Pondasi yang lebih ringan dapat digunakan akibat berat kumulatif struktur atas yang lebih kecil bila dibandingkan dengan beton bertulang biasa.. 5. Mengurangi defleksi dan retak yang besar.Apabila bentang balok dari beton bertulang melebihi 70 sampai 90 ft, maka beban mati balok tersebut manjadi sangat 19 Universitas Sumatera Utara

berlebihan, yang menghasilkan komponen struktur yang lebih berat dan akibatnya, retak dan defleksi jangka panjang yang lebih besar. Jadi, untuk bentang panjang , beton prategang merupakan keharusan karena pembuatan pelengkung mahal dan tidak dapat berprilaku dengan baik akibat adanya rangkak dan susut jangka panjang yang dialaminya. 6. Karena terbentuknya lawan lendut sebelum beban rencana bekerja, maka lendutan akhirnya akan lebih kecil dibandingkan pada beton bertulang. 7. Penampang struktur lebih kecil/langsing, sebab seluruh luas penampang dipakai secara efektif. 8. Jumlah berat baja prategang jauh lebih kecil dibandingkan jumlah berat besi beton biasa.

Kekurangan struktur beton prategang berdasarkan (Budiadi,Andri,2008) relatif lebih sedikit dibandingkan dengan berbagai keuntungan dan kelebihan desain menggunakan beton prategang daripada menggunakan beton bertulang.

1. Memerlukan peralatan khusus seperti tendon , angkur , mesin penarik kabel , dll 2. Memerlukan keahlian khusus baik dalam perencanaan maupun pelaksanaannya. 2.3 RIWAYAT PERKEMBANGAN PEMBERIAN PRATEGANG Beton prategang bukan merupakan konsep baru.Berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) pada tahun 1872, pada saat Jackson, seorang insinyur dari California, mendapatkan paten untuk sistem struktural yang menggunakan tie rod untuk membuat balok atau pelengkung dari blok-blok.

Berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) pada tahun 1888,

C.W.Doehring dari Jerman memperoleh paten untuk pemberian prategang pada slab dengan

20 Universitas Sumatera Utara

kawat-kawat metal. Akan tetapi, upaya awal untuk pemberian tegangan tersebut tidak benar-benar sukses karena hilangnya prategang dengan berjalannya waktu. Sesudah selang waktu yang sangat lama, pada saat hanya ada sedikit kemajuan karena sulitnya mendapatkan baja berkekuatan tinggi untuk mengatasi masalah kehilangan prategang, Dill dari Alexandria, Nebraska, mengetahui adanya pengaruh susut dan rangkak ( aliran material arah transversal ) pada beton terhadap hilangnya prategang. Selanjutnya , ia mengembangkan ide bahwa pemberian pascatarik batang berpenampang bulat tanpa lekatan secara berturutan dapat mengganti kehilangan tegangan yang bergantung pada waktu pada batang tersebut akibat berkurangnya panjang komponen struktur yang ditimbulkan oleh rangkak dan susut. Berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) pada awal tahun 1920-an.Hewett dari Minneapolis mengembangkan prinsip-prinsip pemberian prategang melingkar. Ia memberikan tegangan melingkar horisontal di sekeliling tangki beton dengan menggunakan trackstang untuk mencegah retak akibat tekanan cairan internal. Setelah itu, pemberian prategang pada tangki dan pipa berkembang pesat diAmerika Serikat, dengan ribuan tangki penyimpan air, cairan dan gas dibangun dan banyak sekali pipa tekanan prategang yang dibuat pada dua sampai tiga dekade setelah itu. Pemberian prategang linier teruse berkembang di Eropa dan Prancis, khususnya dikembangkan oleh Eugene Freyssinet, berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) yang pada tahun 1926 sampai 1928 mengusulkan metode metode untuk mengatasi kehilangan prategang dengan cara menggunakan baja berkekuatan tinggi dan berdaktilitas tinggi. Berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) pada tahun 1940, ia memperkenalkan sistem Freyssinet yang sangat terkenal yang menggunakan jangkar konus untuk tendon 12 kawat. Selama perang dunia II dan setelah itu, pembangunan kembali secara cepat jembatan jembatan utama yang hancur selama perang menjadi suatu kebutuhan. G Magnel 21 Universitas Sumatera Utara

dari Gghent, Belgia dan Guyon dari Paris mengembangkan dan menggunakan konsep pemberian prategang untuk desain dan pelaksanaan banyak jembatan di Eropa Barat dan Tengah. Sistem Magnel juga menggunakan blok-blok untuk menjangkar kawat-kawat prategang. Blok-blok tersebut berbeda dengan yang digunakan dalam sistem Freyssinet dalam hal bentuknya yang datar, sehingga memungkinkan pemberian tegangan pada dua kawat sekaligus. Abeles dari inggris memperkenalkan dan mengembangkan konsep pemberian prategang parsial berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) diantara tahun 1930-an dan 1960an. Leonhardt dari Jerman dan Mikhailov dari Rusia dan T.Y.Lin dari Amerika Serikat juga memberikan kontribusi banyak pada seni dan ilmu pengetahuan tentang desain beton prategang. Metode pemberian keseimbangan beban dari Lin ini sangat dihargai. Perkembangan pada abad kedua puluh ini telah menjadikan banyak penggunaan beton prategang di seluruh dunia, dan khususnya di Amerika Serikat. Dewasa ini, beton prategang digunakan pada gedung, struktur bawah tanah menara TV, struktur lepas pantai dan gudang apung, stasiun stasiun pembangkit, cerobong reaktor nuklir, dan berbagai jenis sistem jembatan termasuk jembatan segmental dan cable-stayed. Suksesnya perkembangan dan pelaksanaan semua struktur terkanal di dunia ini adalah karena banyaknya kemajuan dalam teknologi bahan, khususnya baja prategang, dan bertambahnya pengetahuan untuk mengestimasi kehilangan jangka pendek dan panjang pada gaya prategang.


2.4 KONSEP-KONSEP DASAR PEMBERIAN PRATEGANG a. Konsep Pertama : Sistem Prategang untuk Mengubah Beton Menjadi Bahan Elastis Konsep ini berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) memperlakukan beton sebagai bahan elastis dan mungkin merupakan pendapat umum dari pada insinyur. Ini merupakan buah pikiran dari Eugene Freysinet yang mempersualisasikan beton prategang pada dasarnya adalah beton yang ditransformasikan dari bahan yang getas menjadi bahan yang elastis dengan memberikan tegangan yang terlebih dahulu ( prategang ) pada bahan tersebut. Beton yang tidak mampu menahan tarikan dan kuat memikul tekanan umumnya dengan baja mutu tinggi yang ditarik sedemikian rupa sehingga beban yang getas dapat memikul tegangan tarik. Dari konsep inilah lahir kriteria tidak ada tegangan tarik pada beton. Umumnya telah diketahui bahwa jika tidak ada tegangan tarik pada beton, berarti tidak akan terjadi retak dan beton tidak merupakan bahan yang getas lagi, melainkan berubah menjadi bahan yang elastis. Atas dasar pandangan ini, beton divisualisasikan sebagai benda yang mengalami dua sistem pembebanan, gaya internal prategang dan beban eksternal dengan tegangan tarik akibat gaya eksternal dilawan oleh tegangan tekan akibat gaya prategang. Begitu juga retak pada beton akibat gaya elastisnya dicegah atau diperlambat dengan peraturan yang dihasilkan oleh tendon sejauh tidak terjadi retak-retak, tegangan-tegangan, regangan-regangan, lendutan-lendutan pada beton akibat kedua sistem pembebanan dapat dipandang secara terpisah dan bersama-sama bila perlu.


 Balok Tanpa Eksentrisitas

Gambar 2.2 Balok tanpa eksentrisitas konsep mengubah beton menjadi elastis Maka gaya prategang F + Akibat beban eksternal n = Akibat F + n  Balok Dengan Eksentrisitas

Gambar 2.3 Balok dengan eksentrisitas konsep mengubah beton menjadi elastis


Akibat gaya prategang F + Akibat beban eksternal n + Akibat gaya eksentrisitas = Akibat F + n + e Kesimpulan : Beton mengalami tekan sehingga mengubah beton yang merupakan bahan yang getas menjadi bahan yang elastis. b. Konsep Kedua : Sistem Prategang untuk Kombinasi Baja Mutu Tinggi Dengan Beton Konsep ini berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) mempertimbangkan beton prategang sebagai kombinasi ( gabungan ) dari baja dan beton, seperti pada beton bertulang, dimana baja menahan tarikan dan beton menahan tekanan, dengan demikian kedua bahan membentuk kopel penahan untuk melawan momen eksternal.

Gambar 2.4 Kopel Penahan nelawan momen eksternal Pada beton prategang baja mutu tinggi dipakai dengan jalan menariknya sebelum kekuatannya dimanfaatkan sepenuhnya. Jika baja mutu tinggi ditanamkan pada beton, seperti pada beton bertulang biasa, beton sekitarnya akan menjadi retak berat, sebelum seluruh kekuatan baja digunakan, oleh karena itu baja perlu ditarik sebelumnya ( pratarik ) terhadap beton. Dengan menarik dan menjangkarkan baja ke beton, dihasilkan tegangan dan tegangan yang diinginkan pada kedua bahan, tegangan dan regangan tekan pada beton tekan, tegangan dan regangan tarik pada baja. Kombinasi ini memungkinkan


pemakaian yang aman dan ekonomis dari kedua bahan, dimana hal ini tidak dapat dicapai jika baja hanya ditanamkan di dalam beton seperti pada beton bertulang biasa. c. Konsep Ketiga : Sistem Prategang untuk Mencapai Pertimbangan Beton Konsep berdasarkan (Nawy, Edward G,2001) ini terutama menggunakan prategang sebagai suatu usaha untuk membuat seimbang gaya-gaya pada sebuah batang. Konsep ini sesungguhnya dikembangkan oleh pengarang meskipun dapat dipastikan juga digunakan oleh insinyur-insinyur baru untuk hal yang lebih sederhana.

Gambar 2.5 Konsep Sistem Pertimbangan Beton Gaya prategang ditentukan dari prinsip-prinsip mekanika dan hubungan teganganregangan dengan menganggap material bersifat homogen dan elastis. Sehingga tegangantegangan elastis pada tiap potongan penampang dapat dihitung dengan rumus dibawah ini :

f top = −

P Pec Mc ±  Ac Ig Ig

f bot = −

P Pec Mc  ± Ac Ig Ig

Dimana ftop adalah tegangan pada serat paling atas , dan fbot adalah tegangan pada serat terbawah. Tanda minus menyatakan tekan dan tanda positif menyatakan tarik. 26 Universitas Sumatera Utara

P,M,Ac,Ig menyatakan gaya prategang, momen, luasan beton, dan momen inersia kotor berturut turut. Sedangkan e menyatakan eksentrisitas dari tendon terhadap sumbu pusat penampang beton dan c menyatakan jarak dari sumbu pusat penampang menuju serat terluar dari penampang beton. 2.5 SISTEM PEMBERIAN PRATEGANG 2.5.1. SISTEM PEMBERIAN PRATEGANG SECARA PRATARIK Baja prategang berdasarkan (Budiadi,Andri,2008) diberi pratarik terhadap pengangkeran independen sebelum pengecoran beton dis ekitarnya. Penjangkaran seperti ini ditumpu oleh bulkheads yang stabil dan besar untuk memikul gaya terpusat yang sangat besar yang diberikan pada masing masing tendon. Sebutan “ pratarik “ berarti pemberian pratarik pada baja prategang, bukan pada baloknya. Dengan demikian, balok pratarik adalah balok prategang dimana tendon prategang ditarik sebelum dicor, sedangkan balok pasca tarik adalah balok dengan tendon prategangnya ditarik sesudah balok dicor dan mencapai sebahagian besar dari kuat betonnya. Pemberian pratarik biasanya dilakukan dilokasi pembuatan beton pracetak , dimana landasan pracetak berupa slab beton bertulang yang panjang dicor diatas tanah dengan bulkheads angker vertikal atau dinding di ujung-ujungnya.. Untuk lebih jelas lihatlah gambar dibawah. Strand baja diregangkan dan diangker ke dinding vertikal, yang di desain untuk menahan gaya prategang eksentrisitas besar,. Pemberian prategang dapat dilakukan dengan memberi prategang pada strand secara individual, atau semua strand pada satu operasi pendongkrakan. Metode ini digunakan untuk beton-beton pracetak dan biasanya digunakan untuk konstruksi-konstruksi kecil. Beton-beton pracetak biasanya digunakan pada konstruksi-


konstruksi bangunan, kolom-kolom gedung, tiang pondasi atau balok dengan bentang yang panjang. Adapun tahap urutan pengerjaan beton pre-tension adalah sebagai berikut : Kabel tendon dipersiapkan terlebih dahulu pada sebuah angkur yang mati (fixed anchorage) dan sebuah angkur yang hidup (live anchorage). Kemudian live anchorage ditarik dengan dongkrak (jack) sehingga kabel tendon bertambah panjang. Jack biasanya dilengkapi dengan manometer untuk mengetahui besarnya gaya yang ditimbulkan oleh jack. Setelah mencapai gaya yang diinginkan, beton dicor. Setelah beton mencapai umur yang cukup, kabel perlahan-lahan dilepaskan dari kedua angkur dan dipotong. Kabel tendon akan berusaha kembali ke bentuknya semula setelah pertambahan panjang yang diakibatkan oleh penarikan pada awal pelaksanaan. Hal inilah yang menyebabkan adanya gaya tekan internal pada beton.

Bulkhead / angker

(a) Tendon ditarik dan diangkur

(b) Beton Dicor dan dibiarkan mongering

(c) Tendon Dilepas , Gaya Tekan ditransfer ke Beton Gambar 2.6 Proses Pembuatan Beton Prategang Pratarik (Pre-Tentioning) 28 Universitas Sumatera Utara

Kekurangan dari metode pre-tentioning menurut (Budiadi,Andri,2008), antara lain : a. Tidak dapat digunakan untuk bangunan tingkat tinggi. b. Kabel yang dipakai umumnya lurus sehingga tidak tahan terhadap pergeseran atau letak konstruksi yang berjauhan. c. Pemberian tegangan yang berlebihan sangat tidak cocok / sesuai. Untuk profil tendon harped, landasan untuk memberikan prategang berupa alat pemegang. Karena landasan dapat mempunyai panjang ratusan feet, maka elemen prategang pracetak dapat dihasilkan pada satu operasi, dan strands prategang yang diekspos diantaranya dapat dipotong setelah beton mengeras. Prinsip : “Kabel ditarik terlebih dahulu, kemudian beton dicor di sekeliling kabel. Setelah beton cukup umur, lalu kabel dilepas.” 2.5.2. PEMBERIAN PRATEGANG SECARA PASCATARIK Kebanyakan pelaksanaan pretensioning dilapangan dilaksanakan dengan metode post-tensioning. Post-tensioning berdasarkan (Budiadi,Andri,2008) juga banyak digunakan konstruksi beton prategang segmental pada jembatan dengan bentang yang panjang. Metode pelaksanaan post-tension adalah sebagai berikut : Selongsong kabel tendon dimasukkan dengan posisi yang benar pada cetakan beton beserta atau tanpa tendon dengan salah satu ujungnya diberi angkur hidup dan ujung lainnya angkur mati atau kedua ujungnya dipasang angkur hidup. Beton dicor dan dibiarkan mengeras hingga mencapai umur yang mencukupi. Selanjutnya, dongkrak hidrolik dipasang pada angkur hidup dan kabel tendon ditarik hingga mencapai tegangan atau gaya yang direncanakan. Untuk mencegah kabel tendon kehilangan tegangan akibat slip pada ujung


angkur terdapat baji. Gaya tarik akan berpindah pada beton sebagai gaya tekan internal akibat reaksi angkur.

(a) Beton Dicor

(b) Tendon Ditarik dan Gaya Tekan ditransfer (c)

( c) Tendon Diangkur dan digrouting Gambar 2.7 Proses Pembuatan Beton Prategang Pascatarik (Post-Tentioning) Didalam pemberian pascatarik, strand, kawat-kawat , atau batang-batang ditarik sesudah beton mengeras. Strand diletakkan di dalam saluran longitudinal di dalam elemen beton pracetak. Gaya prategang ditransfer melalui penjangkaran ujung seperti chucks dari supreme products. Setelah terjadi prategang penuh, kemudian selongsong tempat dimasukkannya baja prategang tersebut disuntikkan dengan cairan beton ( di grouting ). Prinsip : “Beton dicor terlebih dahulu disediakan tempat di dalamnya agar setelah mengeras dengan tegangan mencapai ±275 kg/cm2, kemudian kabel ditarik sampai gaya rencana yang diinginkan keujung-ujungnya diangker.”


Tegangan yang disebabkan oleh prategang umumnya merupakan tegangan kombinasi yang disebabkan oleh beban langsung dan lenturan yang dihasilkan oleh beban yang ditempatkan secara eksentris. Analisa tegangan-tegangan yang timbul pada suatu elemen struktur beton prategang didasarkan atas asumsi-asumsi berikut: 1. Beton prategang adalah suatu mineral yang elastic serta homogen 2. Didalam batas-batas tegangan kerja, baik beton maupun baja berperilaku elastis, tidak dapat menahan rangkak yang kecil yang terjadi pada keduamaterial tersebut pada pembebanan terus-menerus. 3. Suatu potongan datar sebelum melentur dianggap tetap datar meskipun sudahmengalami lenturan, yang menyatakan suatu distribusi regangan linier padakeseluruhan tinggi batang. Selama tegangan tarik tidak melampaui batas modulus keruntuhan beton (yang sesuai dengan tahap retakan yang terlihat pada beton), setiap perubahan dalam pembebanan batang menghasilkan perubahan tegangan pada beton saja, satu-satunya fungsi dari tendon prategang adalah untuk memberikan dan memelihara prategang pada beton. Tegangan yang disebabkan oleh prategang umumnya merupakan tegangan kombinasi yang disebabkan oleh aksi beban langsung dan lenturan yang dihasilkan oleh beban yang ditempatkan secara eksentris maupun kosentris.

2.6 MaterialBetonPrategang 2.6.1. Beton Menurut

(Budiadi,Andri,2008)

betonadalahcampurandarisemen,air,danagregatsertasuatubahan tambahan.Setelahbeberapajamdicampur,bahan-bahantersebutakanlangsung mengerassesuaibentukpadawaktubasahnya.Betonyangdigunakanuntukbeton 31 Universitas Sumatera Utara

prategangadalahyangmempunyaikekuatantekanyangcukuptinggidimana betonminimal30Mpa.Kuattekanyangtinggidiperlukanuntukmenahan tegangantekanpadaserattertekan,pengangkurantendon,mencegahterjadinya keretakan,mempunyaimoduluselastisitasyangtinggidanmengalamirangkak lebih kecil. Betonadalahmeterialyangkuatterhadapkondisitekan,akantetapi materialyanglemahterhadapkondisitarik.Kuattarikbetonbervariasimulaidari8 sampai14persendarikuattekannya.Rendahnyakapasitastarikbeton menimbulkanterjadinyaretaklenturpadatarafpembebananyangmasihrendah. Untukmengurangiataumencegahberkembangnyaretaktersebut,gayakonsentris atau eksentris diberikandalam arahlongitudinal elemenstruktural. Gayalongitudinalyangditerapkantersebutdiatasdisebutgaya prategang,yaitugayatekanyangmemberikanprategangpadapenampangdi sepanjangbentangsuatuelemenstrukturalsebelumbekerjanyabebanmatidan bebanhiduptransversalataubebanhiduphorizontaltransien.Gayaprategang iniberupatendonyangdiberikanteganganawalsebelummemikulbeban kerjanya,yangberfungsimengurangiataumenghilangkantegangantarikpada saatbetonmengalamibebankerja,mengantikantulangantarikpada

struktur

beton

bertulangbiasa. Betonprategangadalahmaterialyangsangatbanyakdigunakandalam kontruksi.Betonprategangpadadasarnyaadalahbetondimanategangan-tegangan internaldenganbesarsertadistribusiyangsesuaidiberikansedemikianrupa

sehinggategangan-

teganganyangdiakibatkanolehbeban-bebanluardilawan sampaisuatutingkatyangdiinginkan.Prategangmeliputitambahangayatekan padastrukturuntukmengurangiataubahkanmenghilangkangayatarikinternal

dandalamhalini

retak padabetondapatdihilangkan. 32 Universitas Sumatera Utara

Beton

yang

digunkan

dalam

beton

prategang

adalah

mempunyai

tekanyangcukuptinggidengannilaif'cminK-300,moduluselastisyangtinggi

kuat dan

mengalamirangkakultimityanglebihkecil,yangmenghasilkan kehilanganprategangyanglebih

kecil

padabaja.Kuat

tekanyangtinggiini

diperlukanuntukmenahantegangantekanpadaserattertekan,pengangkuran tendon,mencegahterjadinyakeretakan.Pemakaianbetonberkekuatantinggi dapatmemperkecildimensipenampangmelintangunsur-unsurstrukturalbeton prategang.Denganberkurangnyaberatmatimaterial,makasecarateknis maupunekonomisbentangyanglebihpanjangdapatdilakukan.

2.6.2 Baja Prategang Menurut

(Budiadi,Andri,2008)

prategangpadadasarnyamerupakansuatubebanyangmenimbulkan

tegangandalam

sebelum

awal

pembebananluardenganbesardandistribusitertentu

bekerjasehinggateganganyangdihasilkandaribebanluardilawansampai tingkatyangdiinginkan.Gayapratekandihasilkandenganmenarikkabeltendon yangditempatkanpadabetondenganalatpenarik.Setelahpenarikantendon gaya/tekananyangdirencanakan,tendonditahandenganangkur,agar dikerjakantidakhilang.Penarikankabeltendondapat

mencapai gaya

tarikyangtadi

dilakukanbaiksebelumbetondicor(pre-

tension)atausetelahbetonmengeras (post-tension). Baja (tendon)yangdipakai untukbetonprategangdalamprakteknya ada tigamacam,yaitu: 1.

Kawattunggal(wires),biasanyadigunkanuntuk

bajaprategang

pada

beton

prategangdengan system pratarik(pre-tension). 2.

Kawatuntaian(strand),biasanyadigunkanuntuk

bajaprategang

pada

betonpratengangdengansystempascatarik(post-tension). 33 Universitas Sumatera Utara

3.

Kawat

batangan(bar),biasanyadigunakan

untukbajaprategangpada

beton

prategangdengan system pratarik(pre-tension). Kawattunggalyangdipakaiuntukbetonprategangadalahyangsesuai spesifikasisepertiASTM

(American

Standard

for

Testing

dengan Materials)421.

Strandsterbuatdaritujuhkawatdenganmemuntirenam diantaranyapadapichsebesar12sampai16kalidiameterdisekelilingkawat lurusyangsedikitkebihbesar.Ukurandari kawat tunggal bervariasi dengan diameterantara38m,dengantengangantarik(fp)antara1500-1700Mpa dengan modulus elastisitasEp=200x10 Mpa Untuk memaksimumkan luas baja strands 7 kawat untuk suatu diameter nominal , kawat strands dapat dipadatkan seperti gambar di bawah ini . Standar ASTM juga tercantum pada tabel di bawah ini .

Material type and standard

Wire 7-wire strand super grade 7 wire strand regular grade

Nominal Diameter (mm)

Area (mm2)

Minimum breaking Load

5 5 7 9,3 12,7 15,2

19,6 19,6 38,5 54,7 100 143

30,4 33,3 65,5 102 184 250

Minimum tensile strength (fp) Mpa 1550 1700 1700 1860 1840 1750

12,7

94,3

165

1750

23 415 450 26 530 570 Bars ( super 29 660 710 grade) 32 804 870 38 1140 1230 Tabel 2.1 Tipikal Baja Prategang (Budiadi,Andri.2008)

1080 1080 1080 1080 1080

2.7SistemPengangkeran Beton Prategang Sehubungandenganperbedaansistemuntukpenarikandan pengangkerantendon,makasituasinyasedikit

membingungkandalam

perancangandan


penerapanbetonprategang.Seorangsarjanatekniksipilharus mempunyaipengetahuanumummengenaimetode-metodeyangadadan mengingatnyapadasaatmenentukandimensikomponenstruktur,sehingga

tendon-

tendondaribeberapasistemdapatditempatkandenganbaik. Berbagai

metodedengannamapratekanan(pre-compression)diberikanpadabeton

dapat

dilakukan sebagaiberikut: 1. Pembangkit gaya tekan antara elemen structural dan tumpuan-tumpuannya denganpemakaiandongkrak (flatjack). 2. Pengembangan

Tekanan

Keliling

(hoop

compression)

dalam

struktur

berbentuksilinder dengan mengulungkawatsecaramelingkar. 3. Pemakaianbajayangditariksecaralongitudinalyangditanamdalambeton atau ditempatkandalamselongsong. 4. Pemakaianprinsipdistorsisuatustrukturstatistaktentubaik

dengan

perpindahanmaupundenganrotasisatubagianrelatifterhadapbagian lainnya. 5. Pemakaian pemotong baja structural yang dilendutkan dan ditanam dalam betonsampai betontersebutmengeras. 6. Pengembangan tarikan terbatas pada baja dan tekanan pada beton dengan memakai semenyangmengembang Metodeyangbiasadipakanuntukmemberikanparategangpadasemen betonstrukuraladalahdenganmenarikbajakearahlongitudinaldenganalat penarikyangberbedabeda.Prategangdenganmenggunakangaya-gayalangsung

diantaratumpuan-

tumpuanumumnyadipakaipelengkungdanperkerasan,dan dongkrakdatarselalu dipakai untuk memberikangaya-gayayangdiinginkan. Pengankeranada2macamyaitu:angkermatidanangkerhidup.Angker 35 Universitas Sumatera Utara

matiadalahangkeryangtidakbiasdilakukanlagipenarikansetelahpenegangan tendondilakukan.Angkermatiseringdigunakandalamprategangdengansistem pratarik.Sedangkanangkerhidupdapatdilakukanpenarikankembalijikahalitu Pegangkeraniniseringdijumpaidalamprategangdengansistempasca

diperlukan. tarik


BAB II TINJAUAN PUSTAKA. kuat tekannya. Karena rendahnya kapasitas tarik tersebut, maka retak lentur terjadi pada

Recommend Documents