MATERIAL BETON PRATEGANG

MATERIAL BETON PRATEGANG oleh :

Dr. IGL Bagus Eratodi

Learning Outcomes

Mahasiswa akan dapat menjelaskan prinsip dasar struktur beton prategang serta perbedaannya dengan struktur beton bertulang konvensional

FTI, Undiknas University

PUSTAKA T.Y. Lin Ned dan H. Burns. (1993). Desain Struktur Beton Prategang Jilid 1. Edisi Ketiga. John and Riley, London. Prestressed Concrete Institute. (2000). PCI Bridge Design Manual. R.I. Gilbert and N.C. Mickleborough. (2005). Design of Prestressed Concrete, Spon Press Taylor & Francis Group, London & New York. ISBN: 0203985869 Departemen Pekerjaan Umum. (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. (SKSNI 03 – 2002). Yayasan LPMB, Bandung Prestressed Concrete Institute. (1999). PCI Design Handbook Precast & Prestressed Concrete. 5th Edition. Rath, Rath & Johnson, Inc, Chicago. ISBN: 0937040606 FTI, Undiknas University

Pengenalan Umum Beton Prategang

Apakah yang dimaksud dengan beton prategang? Bagaimanakah bentuk beton prategang? Perbedaan beton prategang dan beton bertulang? Prategang pada analisa dan desain? Mengapa digunakan beton prategang? Siapakah tokoh-tokoh penggerak beton prategang? FTI, Undiknas University


Apakah yang dimaksud dengan beton prategang? ”Merupakan integrasi teknologi bahan beton bertulang dalam menggabungkan bahan beton mutu tinggi dan baja mutu tinggi untuk menghasilkan bahan komposit lanjutan yang dapat bekerja secara efektif merata pada suatu penampang struktur dalam melawan gaya-gaya dalam baik tekan maupun tarik sama baiknya secara bersamaan” FTI, Undiknas University

Beton dgn Metode prategang merupakan material penggabungan beton dan baja yang saling bekerja sama. Untuk mewujudkan kerjasama yang cukup baik pada sistem prategang antara beton dan baja maka diperlukan material material penyusun dengan kualitas yang cukup baik. Dibutuhkan : 1. Beton mutu tinggi 2. Baja mutu tinggi

Material dalam Beton prategang  Beton adalah material campuran antara pasir, kerikil, semen,

serta air yang memiliki kekuatan pd umur tertentu  Tendon adalah baja dengan kekuatan tinggi untuk mentransfer gaya prategang  Ankur adalah alat yang digunakan untuk memungkinkan tendon memberikan dan mempertahankan gaya prategang pada beton

BETON BERKEKUATAN TINGGI  Beton : digunakan mutu yg cukup tinggi lebih tinggi

dari kebutuhan beton bertulang fc’ > 28 - 55 Mpa (Amerika) fc’ > 35 Mpa ( Eropa ) Guna : - Ekonomis, hemat biaya pengangkuran - Tarik dan geser tinggi - Retak kecil - Modulus elastisitas tinggi, regangan rangkak kecil shg lossing kecil

PERSYARATAN KEKUATAN Kekuatan tekan pada beton yang disyaratkan oleh beberapa peraturan diantaranya adalah 40 MPa utk Pratarik & 30 MPa utk pascatarik. Untuk dapat mewujudkan beton mutu tinggi beberapa hal yg hrs diperhatikan : 1. Kadar semen : 300 – 360 & max 530 kg/m3 2. Kadar air : serendah mungkin 3. Proses pemadatan

Beberapa Hal yg perlu diperhatikan untuk mewujudkan beton yg berkualitas :  Susut Beton

Perubahan deformasi beton krn kehilangan kelembaban yg bertahap.  Rangkak Beton Seiring perjalanan waktu.  Karakteristik Tegangan & Regangan Berhubungan dengan kekuatan beton dalam menerima beban. Berhubungan dengan Modulus Elastisitas

KARAKTERISTIK DEFORMASI BETON  Karakteristik tegangan dan regangan pada beton akibat

pembebanan perlu diperhatikan  Modulus Elastisitas yang akan berubah akibat perubahan hubungan diagram tegangan regangan Ec = 4800 √fc N/mm2

SYARAT – SYARAT TEGANGAN BETON  Tegangan yang diijinkan terjadi pada serat beton ditentukan didalam

berbagai peraturan. Seperti ACI, ASHTO, SNI, dll  ACI - Saat transfer Tekan : 0,6 x kekuatan silinder transfer Tarik : √ kekuatan silinder transfer - Beban Kerja 3 Tekan : 0.45 kekuatan silinder Tarik : √ kekuatan silinder 6

BAJA BERKEKUATAN TINGGI  Untuk sistem prategang digunakan baja mutu

tinggi. Dimana baja mutu tinggi ini biasanya memiliki Kndungan karbon yang cukup tinggi.  Baja mutu tinggi diharapkan mampu menerima kekuatan tarik yang cukup tinggi untuk mampu menghasilkan gaya prategang yang cukup besar.

PERSYARATAN KEKUATAN  Kekuatan tarik ultimate baja bermutu tinggi bervariasi

menurut diameter kawat atau tendon.  Kekuatan tariknya agak berkurang untuk diameter kawat yang semakin membesar  Ex : Dim 3, fy = 1900 N/mm2 Dim 4, fy = 1750 N/mm2

Kekuatan karakteristik Baja bermutu tinggi  Baja yang diijinkan

digunakan adalah baja mutu tinggi dengan tegangan ijin diantaranya adalah ( Krishna Raju tab 2.6)

Kawat Bermutu Tinggi Diameter nominal (mm)

Kawat Polos N/mm2

Kawat Bergigi N/mm2

3

1900

1900

4

1750

1750

5

1600

1600

7

1500

-

8

1400

-

Bentuk tendon lain Batang Bermutu Tinggi Diameter nominal (mm) 10-40 mm

Kekuatan Karakteristik N/mm2 1000

Strand Diameter (mm) 2 2,9 6,3 7,9 9,5 11,1

Beban Patah Minimum KN 13 26 45,36 70,31 95,25 127

12,5 15,2

167,83 231,33

SYARAT – SYARAT TEGANGAN BAJA  Syarat tegangan ijin yg diperlukan ditetapkan oleh beberapa

peraturan.  Diantaranya ACI :

- Awal : 80 % kuat tarik ultimit - Transfer : 70 % kuat tarik ultimit - Beban Kerja : -

Tegangan Yang diijinkan pada Baja ACI

India

Saat Penarikan Awal

80% fu

80% fu

Setelah transfer

70% fu

-

Setelah Kehilangan Gaya prategang total (Beban Kerja)

>45% fu

HAL – HAL YG HRS DIPERHATIKAN UNTUK MEWUJUDKAN BAJA MUTU TINGGI  Relaksasi Tegangan Baja

Berkurangnya tegangan baja pada regangan konstan  Karat Tegangan Peristiwa korosi yang dapat menurunkan tegangan baja  Kerapuhan Oleh Hidrogen Akan mengakibatkan retak yg merapuhkan baja

JENIS – JENIS TENDON  Kawat :

Ukuran : 3, 4, 5, 7, 8 mm Macam : Kawat polos, dan bergigi Kekuatan karakteristik : 1400 – 1900 MPa  Batang Baja Ukuran : 10 - 40 mm Kekuatan karakteristik : 1000 MPa  Untaian Kawat Baja (Strand) Ukuran : 2 – 15 mm Beban Patah : 13 - 230 KN

Tugas  Kumpulkan Peraturan di Indonesia tentang Syarat tegangan

ijin beton dan baja  Kumpulkan jenis – jenis dan ukuran tendon yang diproduksi oleh produsen di indonesia













Perbedaan beton prategang dan beton bertulang? Beton Bertulang Konvensional

Beton Prategang

Beton + tulangan baja normal

Beton & baja mutu tinggi

Penampang tidak efektif

Penampang efektif bekerja

Mengalami retak

Tanpa retak

Gaya geser yang besar > sengkang

Sengkang tidak menentukan > dapat dipikul oleh kelengkungan kabel

Penampang gemuk / lebar > berat

Penampang ramping > ringan

Struktur lebih berat

Berat menjadi lebih ekonomis

Penggunaan beton mutu tinggi > menghasilkan tulangan yang banyak

Beton mutu tinggi & baja mutu tinggi menghasilkan struktur yang ekonomis akibat berat yg berkurang

Tulangan tidak memberikan kontribusi terhadap lendutan

Gaya prategang memberikan kontribusi terhadap perlawanan lendutan akibat beban mati dan hidup


Perbedaan beton prategang dan beton bertulang? ……(lanjutan)

Beton Bertulang Konvensional

Beton Prategang

Korosi terjadi akibat retak beton

Tanpa retak >> tidak terjadi korosi

Beban repetisi tidak mempengaruhi tulangan pada umur struktur

Beban repetisi mempengaruhi tulangan prategang dan umur struktur

Proses produksi >> konvensional, lebih murah, penggunaan alat serta pekerja lebih sedikit dan supervisi yang konvensional

Proses produksi >> metoda khusus / rumit, lebih mahal, penggunaan alat dan skill pekerja khusus dan supervisi yang ketat, tingkat ketelitian yang tinggi

Keruntuhan struktur tanpa peringatan

Keruntuhan struktur sebelum batas runtuh dapat terdeteksi


Dampak prategang pada analisa dan desain?


LATAR BELAKANG BETON PRATEGANG Secara aplikatif, penggunaan prinsip kerja prategang telah digunakan berabad-abad pada tali / pita logam untuk membuat tong Tahun 1886 – P.H. Jackson (San Fransisco, California) – mendapatkan hak paten untuk karya berupa batang baja sebagai pengikat pada batu buatan dan beton Tahun 1888 – C.E.W. Doehring (Jerman) – mendapatkan hak paten untuk beton yang diperkuat dengan logam yang telah ditarik sebelum dibebani Tahun 1928 – E. Freyssinet (Prancis) – menggunakan baja mutu tinggi sebagai kabel prategang dan baja diangkurkan pada beton tanpa penggunaan angkur sebagai pengunci Tahun 1939 - E. Freyssinet (Prancis) – penggunaan angkur sebagai pengunci kabel baja prategang Tahun 1950 – 1980 – penggunaan sistim prategang pada konstruksi beton mulai umum dan distandarkan untuk bangunan jembatan, gedung dan bangunan sipil lainnya dan sebagai pioneer pengembangan konstruksi bentang panjang FTI, Undiknas University

Keuntungan Beton Prategang 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Struktur yang lebih ringan Penampang lebih ramping Aplikasi pada bentang panjang Sesuai untuk metoda precast Biaya yang lebih ekonomis Dapat digunakan pada konstruksi segmental Biaya konstruksi yang ekonomis pada struktur statis tak tentu Penggunaan tulangan lentur non-prategang menjadi opsional


Metoda Prestressing


Metoda Prestressing


MATERIAL BETON PRATEGANG

Recommend Documents