BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Definisi beton Prategang Beton Prategang adalah beton bertulang yang telah diberikan tegangan tekan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja. Definisi beton prategang menurut beberapa peraturan adalah sebagai berikut: 1. Menurut PBI 1971 Beton prategang adalah beton bertulang dimana telah ditimbulkan tegangan-tegangan internal dengan nilai dan pembagian yang sedemikian rupa hingga tegangan-tegangan akibat beton-beton dapat dinetralkan sampai suatu taraf yang diinginkan. 2. Menurut Draft Konsensus Pedoman Beton 1998 Beton prategang adalah beton bertulang dimana telah diberikan tegangan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat pemberian beban yang bekerja.3. Menurut ACI Beton prategang adalah beton yang mengalami tegangan internal dengan besar dan distribusi sedemikian rupa sehingga dapat mengimbangi sampai batas tertentu tegangan yang terjadi akibat beban eksternal. Dapat ditambahkan bahwa beton prategang, dalam arti seluas-luasnya, dapat juga termasuk keadaan (kasus) dimana tegangan-tegangan yang diakibatkan oleh regangan-regangan internal diimbangi sampai batas tertentu, seperti pada konstruksi yang melengkung (busur). Tetapi dalam tulisan ini pembahasannya dibatasi dengan beton prategang yang memakai tulangan baja yang ditarik dan dikenal sebagai tendon.

2.2 Penjelasan Umum Girder

Girder adalah bagian struktur atas yang berfungsi menyalurkan beban berupa beban kendaraan, berat sendiri girder dan beban beban lainnya yang berada di atas girder tersebut ke bagian struktur bawah yaitu abutment. Keunggulan utama girder adalah momen inersia yang tinggi dalam kombinasi dengan berat sendiri yang relatif ringan, karena adanya rongga ditengah penampang. Fungsi dari rongga itu sendiri adalah sebagai diafragma yang digunakan untuk instalasi listrik dan pipa serta untuk mempermudah perawatan.

Girder dapat diproduksi dalam berbagai bentuk, tetapi bentuk trapesium adalah bentuk yang paling banyak digunakan. Rongga ditengah memungkinkan pemasangan tendon prategang diluar penampang. Jenis girder ini biasanya dipakai sebagai bagian dari girder segmental yang kemudian disatukan dengan sistem prategang post-tensioning. Analisa full-prestressing suatu desain dimana pada penampang tidak diperkenankan adanya gaya tarik, menjamin kontinuitas dari gelagar pada pertemuan segmen. Girder ini digunakan untuk jembatan bentang-bentang panjang.2.3 Metode Pemberian Prategang

Secara umum, sistem pemberian gaya prategang pada beton ada 2 metoda, yaitu: 1. Pratarik (pra-tension), dimana tendon ditarik sebelum beton dicor. 2. Pasca tarik (post-tension), dimana tendon ditarik setelah beton dicor.2.3.1 Metode Pratarik (Pretension Method)

Pelaksanaan pemberian prategang dengan cara pratarik (pre-tension) didefinisikan dengan memberikan prategang pada beton dimana tendon ditarik untuk ditegangkan sebelum dilakukan pengecoran adukan beton ke dalam bekisting yang telah disiapkan. Pelaksanaan cara pratarik ini, umumnya dilakukan pada suatu tempat khusus di lapangan pencetakan (casting yard). Adapun langkah-langkah pelaksanaannya adalah sebagai berikut :

1. Pertama-tama tendon dipasang memanjang di antara dua jangkar di tempat pengecoran mengikuti pola tertentu sesuai dengan perhitungan seperti yang terlihat pada Gambar 2.1.a. Tendon tersebut kemudian ditarik hingga mencapai nilai tegangan tarik (fsi) tidak lebih besar dari 85% kuat tarik ultimitnya (fpu) dan tidak lebih dari 94% kuat lelehnya (fpy). Kemudian, tendon dalam keadaan tertarik tersebut di angkur kuat-kuat pada kedua ujungnya sedemikian rupa sehingga gaya tarik tetap tertahan pada tendon tersebut. 2. Apabila bekisting belum dipasang di tempatnya, segera dipasang mengitari beton sesuai dengan bentuk komponen yang direncanakan. Kemudian, dilakukan pengecoran adukan beton ke dalam bekisting berisi tendon dalam keadaan tertarik dan dilanjutkan dengan pekerjaan perawatan pengerasan beton.

Dalam pelaksanaannya harus disertai upaya pengendalian keamanan dan kualitas pekerjaan mengingat resiko bahaya kecelakaan yang dihadapi, termasuk pelaksanaan perawatan pengerasan beton yang harus dijaga sebaik mungkin, sedemikian rupa sehingga didapat hasil akhir berupa beton mutu tinggi yang melekat dengan baik pada tendon yang sudah ditegangkan (ditarik). Lihat Gambar 2.1.b.

3. Apabila beton telah mencapai kekerasan dan kekuatan tertentu, yang memerlukan waktu 24 jam, tendon dipotong di tempat penjangkarannya. Karena tendon terekat kuat dengan beton, maka seketika setelah dipotong atau dilepas pada angkurnya akan terjadi pelimpahan gaya prategang tinggi (To) kepada beton, seperti tampak pada Gambar 2.1.c.

Gaya prategang mengakibatkan beton cenderung memendek apabila letak tendon sentris terhadap penampang, atau melengkung akibat desakan apabila letak tendon tidak sentris. Tegangan-tegangan yang timbul sesaat setelah tendon dipotong dari angkurnya disebut sebagai tegangan pada saat transfer (pelimpahan tegangan).

Dengan diputusnya tendon dan berlangsung pelimpahan tegangan, beban mati (berat sendiri) diperhitungkan bekerja serentak bersamaan dengan gaya prategang. Keadaan tersebut diilustrasikan pada Gambar 2.1.d yang merupakan keadaan tegangan paling kritis yang timbul sesaat setelah berlangsung pelimpahan, tetapi sebelum terjadi kehilangan gaya prategang.

Untuk keadaan bersifat sementara ini, SNI-03 memberikan batasan tegangan tarik di bagian atas balok tidak melampui (sekitar 40% kuat tarik) dan tegangan tekan di bagian tepi bawah tidak melebihi . Apabila tegangan tarik terhitung melampui nilai tersebut, harus dipasang tulangan tambahan (nonprategang atau prategang) di daerah tarik untuk memikul gaya tarik total dalam beton yang dihitung berdasarkan asumsi penampang utuh.

4. Setelah cukup kuat dan sesuai persyaratan, komponen prategang dapat dilepas dan diangkat dari cetakannya untuk dipindahkan ke lapangan penyimpanan sehingga tempat pencetakan dapat dipakai untuk proses prategang berikutnya.

a. Tendon ditarik di antara dua angkur

b. Bekisting dipasang dan adukan beton dicor di dalamnya

c. Tendon dipotong dan gaya tekan dilimpahkan kepada beton

d. Kombinasi beban mati dan prategan

e. Kombinasi beban mati, beban hidup, setelah kehilangan gaya prategang

Setelah proses hilangnya gaya prategang berlangsung (Gambar III.1.e), pada tahap pelayanan beban kerja tersusun suatu kombinasi beban mati, beban hidup dan gaya prategang. SNI-03 memberikan batasan tegangan tarik pada bagian tepi bawah balok tidak boleh melebihi , sedangkan tegangan tekan pada bagian tepi atas tidak melebihi . Nilai tegangan tarik ijin tersebut diambil hanya sedikit di bawah nilai modulus runtuh beton normal, yaitu , karena kemungkinan bahaya retak atau tekuk secara tiba-tiba di daerah tersebut hanya kecil karena umumnya posisi tendon berada di dekat serat bawah.

2.3.2. Metoda Pasca Tarik (Posttension)

Pelaksanaan pemberian prategang dengan cara pasca tarik (post-tension) didefinisikan sebagai cara memberikan prategang pada beton, dimana tendon baru ditarik setelah betonnya dicetak terlebih dahulu dan mempunyai cukup kekerasan untuk menahan tegangan sesuai dengan yang dinginkan. Adapun langkah-langkah pelaksanaannya adalah sebagai berikut :

1. Bekisting beton dipasang di tempat yang sesuai dengan rencana letak komponen struktur dengan sekaligus dipasangi pipa selongsong lentur yang dibuat dari plastik atau metal, yang akan menyelubungi tendon. Pipa selongsong tendon diletakkan di dalam bekisting dengan posisinya diatur dan ditahan untuk membentuk pola tertentu sesuai dengan momen perlawanan yang direncanakan.

2. Kemudian adukan beton dicor ke dalam bekisting dengan menjaga agar pipa selongsong tendon tetap kokoh pada posisinya dan tidak kemasukan adukan, kemudian dilakukan perawatan pengerasan beton secukupnya sampai mencapai kekuatan tertentu.

3. Selanjutnya, tendon dimasukkan ke dalam pipa selongsong yang sudah disiapkan ke dalam beton. Pada cara lain, ada juga yang menempatkan pipa selongsong lengkap dengan tendon di dalam bekisting sebelum dilakukan pengecoran adukan beton.

4. Tendon ditarik dengan menggunakan jacking di satu ujung dan angkur mati atau plat penahan pada ujung lainnya. Kadang-kadang angkur mati atau plat penahan sudah disiapkan dipasang tertanam pada ujung komponen.

Fungsi angkur digabungkan dengan cara-cara yang mencengkram tendon agar tidak terjadi slip (penggelinciran) dalam rangka upaya agar beban atau tegangan tarikan tetap bertahan pada tendon.

Pada saat penarikan tendon, sudah terjadi kehilangan gaya prategang berupa : perpendekan elastis, kehilangan tegangan akibat gesekan dan sebagian momen beban mati sudah bekerja sebagai dampak dari posisi lengkung tendon. Dengan demikian, gaya jacking harus sudah memperhitungkan hal-hal yang menyangkut kehilangan tegangan tersebut. Pembatasan tegangan-tegangan ijin pada tahap-tahap pelimpahan dan pelayanan diambil sama dengan yang diberikan untuk cara pra tarik

5. Apabila digunakan tendon bonded, terutama pada lingkungan korosif, ruang kosong di dalam pipa selongsong yang mengelilingi tendon, harus diisi penuh pasta semen dengan cara disuntikkan (grouting) setelah tendon ditarik atau sebelum beban hidup bekerja. Apabila demikian halnya, maka tegangan akibat beban hidup dihitung berdasarkan penampang transformasi seperti yang dilakukan pada cara pra tarik. Tetapi ada juga tendon yang tetap dibiarkan unbonded tanpa penyuntikan pasta semen, tegantung pada kebutuhan untuk perlindungan tendon dan perhitungan ekonomi. Untuk keadaan demikian, gaya prategang hanya diperhitungkan bekerja terhadap penampang betonnya saja (bukan penampang transformasi) paling tidak sampai tercapainya keadaan seperti pada Gambar II.1.d.

6. Umumnya angkur ujung setelah dikunci (dimatikan) perlu ditutupi atau dilindungi dengan lapis pelindung.2.4 Pemakaian Baja Prategang.Baja pada konstruksi beton prategang merupakan penyebab terjadinya pemendekan pada beton dikarenakan pengaruh rangkak dan susut. Kehilangan gaya prategang pada baja sesaat setelah penegangan pada baja akibat gesekan disepanjang tendon atau saat pengangkuran ujung (draw-in) akan mempengaruhi gaya prategang pada beton dengan angka yang cukup signifikan. Untuk tujuan keefektifan desain, total kehilangan gaya prategang harus relative kecil dibandingkan gaya prategang yang berkerja. Kondisi ini dipengaruhi oleh jenis baja prategang yang digunakan dalam konstruksi. Baja yang digunakan sebagai tulangan prategang merupakan jenis uncoated stress relieve seven wire strand low relaxation. Baja strand difabrikasi dengan memuntir beberapa kawat secara bersamaan. Seven wire strand terdiri dari 7 (tujuh) untaian kawat, dengan posisi kawat 1 (satu) untai ditengah dan 6 (enam) sisanya mengelilingi satu kawat pusat.Strand low relaxation digunakan untuk mencapai konstruksi yang efisien.Strand terbuat dari tujuh buah kawat dengan memuntir enam diantaranya pada pitch sebesar 12 sampai 16 kali diameter disekeliling kawat lurus yang sedikit lebih besar. Pelepasan tegangan dilakukan setelah kawat kawat dijalin menjadi strand .Besar geometris kawat dan strand sebagaimana disyaratkan ASTM masing- masing.

Menurut besar nilai relaksasinya, baja prategang terbagi dua jenis yaitu baja prategang relaksasi normal dan baja prategang relaksasi rendah. Untuk pemakaian jangka panjang, baja prategang relaksasi rendah lebih sering dipergunakan karena lebih menguntungkan. Percobaan untuk mengetahui besarnya nilai relaksasi bajadilakukan dalam waktu 1000 jam pada tegangan konstan pada suhu 20 derajat Celcius.2.5 Tipikal Baja Prategang.

Baja yang dipakai untuk prategang dalam praktik ada 4 macam yaitu,

1. Kawat tunggal (wire) biasanya digunakan untuk baja prategang system pratarik dan biasanya tidak menggunakan selongsong.2. Untaian kawat (Strand) biasanya digunakan untuk baja prategang system pascatarik.3. Kawat batangan (bar) juga digunakan biasanya untuk sistem pratarik.4. Tulangan biasa, sering digunakan untuk tulangan non-prategang (tidak ditarik) seperti tulangan memanjang,sengkang,tulangan untuk pengangkuran dll.Menurut Eurocode 2 baja prategang menurut tingkat relaksasinya dibagi menjadi 3 bagian yaitu :

Kelas 1 wires dan strand relaksasi tinggi.

Kelas 2 wires dan strand relaksasi rendah.

Kelas 3 bars.2.7 Istilah-istilah

Angkur merupakan suatu alat yang digunakan untuk menjangkarkan tendon kepada komponen struktur beton dalam sistem pasca tarik atau suatu alat yang digunakan untuk menjangkarkan tendon selama proses pengerasan beton dalam sistem pra tarik.Beton prategang merupakan beton bertulang yang telah diberikan tegangan tekan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerjaGaya Jacking merupakan gaya sementara yang ditimbulkan oleh alat yang mengakibatkan terjadinya tarik pada tendon dalam beton prategangPasca Tarik merupakan cara pemberian tarikan, dalam sistem prategang dimna tendon ditarik sesudah beton mengerasPerangkat angkur merupakan perangkat yang digunakan pada sistem prategang pasca tarik untuk menyalurkan gaya pasca tarik dari tendon ke beton.Perangkat angkur strand tunggal merupakan perangkat yang digunakan untuk strand tunggal atau batang tunggal berdiameter 16 mm dan memenuhi persyaratan yang telah ditentukanPerangkat angkur strand majemuk merupakan perangkat yang digunakan untuk strand, batang atau kawat majemuk, atau batang tunggal berdiameter lebih besar daripada 16 mm dan memenuhi persyaratan yang telah ditentukan.Pratarik merupakan pemberian gaya prategang dengan menarik tendon sebelum ditarikPrategang efektif merupakan tegangan yang masih bekerja pada tendon setelah semua kehilangan tegangan terjadi, di luar pengaruh beban mati dan beban tambahan.

Tendon merupakan elemen baja, misalnya kawat baja, kabel batang, kawat untai atau suatu bundel dari elemen-elemen tersebut yang digunakan untuk memberi gaya prategang pada betonTendon dengan lekatan merupakan tendon yang direkatkan pada beton baik secara langsung ataupun dengan cara grouting.Tulangan merupakan batang baja berbentuk polos atau berbentuk ulir atau berbentuk pipa yang berfungsi untuk menahan gaya tarik pada komponen struktur beton, tidak termasuk tendon prategang kecuali bila secara khusus diikutsertakanZona Angkur merupakan bagian komponen struktur prategang pasca tarik dimana gaya parategang terpusat disalurkan ke beton dan disebarkan secara lebih merata ke seluruh bagian penampang. 13

_1482908836.unknown

_1482908837.unknown

_1482908834.unknown