Diktat Beton PratekanBab 1__Pendahuluan, Konsep Dasar Dan Terminologi Beton Pratekan by Yoppy...

Bab Satu

Pendahuluan, Konsep Dasar danTerminologi Beton Pratekan

1.1. Pendahuluan

Beton adalah suatu bahan yang kuat dalam menahan gaya tekan (compression), tetapi

lemah dalam gaya tarik (tension). Sehubungan kapasitas menahan gaya tarik yang lemah

sedemikian itu, retak-retak lentur mulai timbul bahkan pada tahap pembebanan sedang yang

relatif jauh dibawah kapasitas momen nominal, Mn (lihat Gbr. 1.1. dan Gbr. 1.2.).

Gambar 1.1. Perilaku tarik dan tekan dalam penampang beton padatahap pembebanan sedang dan timbulnya retak lentur

Gambar 1.2. Diagram Momen – Kurvature (kelengkungan) beton bertulang.momen retak (cracking moment) sudah dicapai jauh sebelumtercapainya momen nominal (Mn) atau pun kapasitas momen layan.

Daerah Tekan(compression)

Daerah Tarik(tensile)

Pendahuluan, Konsep Dasar dan Terminologi Beton Pratekan

© Y. Soleman, 20112

Dalam beton bertulang, penampang beton yang diperhitungkan untuk memikul tegangan

tekan adalah bagian di atas garis netral (bagian yang diarsir) , sedangkan bagian di bawah

garis netral adalah bagian tarik yang tidak diperhitungkan untuk memikul gaya tarik karena

kuat tarik beton yang relatif lemah (ft’ = 8 - 14% x fc’). Gaya tarik pada beton bertulang

praktis seluruhnya dipikul oleh batang tulangan baja atau rebar (= reinforcing bar). Untuk

mengatasi ini pada beton diberi tekanan awal sebelum beban-beban bekerja, sehingga

seluruh penampang beton dalam keadaan tertekan seluruhnya.

Dalam rangka mencegah atau mengurangi timbulnya retak-retak lentur, suatu gaya konsentris

atau eksentris diberikan dalam arah memanjang (longitudinal) elemen struktur. Gaya ini

mencegah retak-retak dari perkembangannya dengan menghilangkan total atau mengurangi

mayoritas tegangan tarik yang terjadi pada pertengahan bentang kritis dan pada bagian

tumpuan dalam kondisi layan, dengan demikian suatu penampang beton dapat mencapai

kapasitas optimal untuk menahan lenturan, geser dan torsi. Penampang beton kemudian

tetap dapat berperilaku elastik, dan dengan hampir keseluruhan kapasitas penampang beton

dalam bagian tekan (compressive area) bisa dimanfaatkan secara efisien.

Gaya longitudinal itu disebut gaya prategang (prestressing force), yakni suatu gaya

tekan yang menegangkan penampang disepanjang bentang elemen struktur sebelum

bekerjanya gaya-gaya tranversal akibat beban mati (berat sendiri) dan beban-beban hidup

atau beban-beban horizontal lainnya. Jadi, penegangan beton atau pemberian tegangan pada

beton (prestressing concrete) adalah suatu teknik memberi tegangan-tegangan tekan yang

nilainya telah ditentukan sebelumnya ke dalam elemen struktural guna meningkatkan perilaku

beton.

Berdasarkan mekanisme gaya-gaya dalam pada penampang maka perbedaan utama

antara beton bertulang dan beton pratekan dapat diberikan sbb.,

Beton bertulang :

Mekanisme beton bertulang adalah mengkombinasikan antara beton dan baja

tulangan dengan membiarkan kedua material tersebut bekerja sendiri-sendiri,

dimana beton bekerja memikul tegangan tekan dan baja penulangan memikul

tegangan tarik. Jadi dengan menempatkan baja-baja tulangan pada tempat

yang tepat, beton bertulang dapat sekaligus memikul baik tegangan tekan

maupun tegangan tarik.

Beton pratekan :

Pada beton pratekan, beton bermutu tinggi dan baja bermutu tinggi

dikombinasikan dengan cara aktif, sedangan pada beton bertulang

kombinasinya secara pasif. Cara aktif ini dapat dicapai dengan cara menarik

baja dengan menahannya ke beton, sehingga beton dalam keadaan tertekan.

Karena penampang beton sebelum beban bekerja telah dalam kondisi tertekan,

maka bila beban bekerja tegangan tarik yang terjadi dapat dieliminir oleh

tegangan tekan yang telah diberikan pada penampang sebelum beban bekerja.



Konstruksi beton prategang (prestressed concrete, PSC) mempunyai beberapa keuntungan

bila dibandingkan dengan konstruksi beton bertulang biasa (RC), antara lain :

a. Terhindarnya retak terbuka di daerah tarik, sehingga beton prategang akan lebih tahan terhadap korosi.

b. Lebih kedap terhadap air, cocok untuk pipa dan tangki air.

c. Karena terbentuknya lawan lendut akibat gaya prategang sebelum beban rencana bekerja, maka lendutan

akhir setelah beban rencana bekerja, akan lebih kecil dari pada beton bertulang biasa.

d. Penampang struktur akan lebih kecil/langsing, sebab seluruh luas penampang digunakan secara efektif.

e. Jumlah berat baja prategang jauh lebih kecil dari pada jumlah berat besi penulangan pada konstruksi

beton bertulang biasa.

f. Ketahanan geser balok dan ketahanan puntirnya bertambah.

Dengan demikian maka suatu struktur dengan bentangan besar penampangnya akan lebih

langsing, hal ini mengakibatkan perioda getar alami dari struktur menjadi lebih panjang,

sehingga menjadi lebih tidak stabil apabila terkena pembebanan dinamik getaran gempa

atau angin, kecuali bila struktur itu memiliki redaman yang cukup atau kekakuannya

ditambah.

Bila ditinjau dari segi biaya, maka ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan, sbb.:

a. Jumlah volume beton yang diperlukan lebih kecil.

b. Jumlah tulangan baja (rebar=reinforcing bar) yang dipergunakan hanya 20 – 35% dari

Gambar 1.3. Prinsip-prinsip penegangan linear dan melingkar. (a) Penegangan linear dari suaturangkaian blok untuk membentuk sebuah balok (beam). (b) Tegangan tekan pada pertengahanbentang penampang C dan pada penampang ujung A atau B. (c) Penegangan melingkar darisuatu tong kayu dengan cara menarik strip-strip logam. (d) Gaya pratekan melingkar pada sebuahpapan tong kayu. (e) Gaya tarik F pada setengah lingkaran pita/strip logam akibat tekanan radial,yang harus diimbangi oleh gaya pratekan melingkar.



beton bertulang biasa.

c. Biaya awal pembuatan beton pratekan memang tidak sebanding dengan pengurangan beratnya. Harga

baja dan beton mutu tinggi lebih mahal daripada penghematan akibat reduksi volume beton dan baja,

selain itu formwork dan penegangan baja prategang perlu tambahan biaya. Maka, perbedaan biaya awal

ini akan menjadi lebih kecil, jika beton prategang yang dibuat adalah beton pracetak dalam jumlah yang

besar (fabrikasi beton).

d. Sebaliknya beton prategang hampir-hampir tidak memerlukan biaya pemeliharan, lebih tahan lama karena

tidak adanya retak-retak, berkurangnya beban mati yang diterima pondasi, dapat mempunyai bentang

yang lebih besar, dan tinggi penampang konstruksinya berkurang (65 – 80% x Hreinforced concrete).

Beberapa keuntungan dari beton prategang bila dibandingkan dengan beton bertulang biasa

sbb.,

1. Karena pada beton prategang dipergunakan material yang bermutu tinggi dengan kontrol kualitas yang

pada umumnya jauh lebih baik, baik beton dan baja prategang, maka volume material yang dipergunakan

lebih sedikit bila dibandingkan dengan beton bertulang biasa untuk beban yang sama.

2. Pada beton prategang seluruh penampang beton aktif menerima beban, sedangkan pada beton bertulang

biasa hanya penampang yang tidak retak saja yang menerima beban.

3. Beton pratekan akan lebih ringan atau langsing (karena volumenya lebih kecil) sehingga secara estetika

akan lebih baik. Untuk bentangan-bentangan yang besar seperti jembatan dimana pengaruh berat sendiri

sangat besar, maka penggunaan beton prategang akan sangat menguntungkan, karena lebih ringan

sehingga dapat menghemat dimensi pondasi. Beton prategang hanya membutuhkan tinggi total girder

sekitar 65 – 85% dari beton bertulang biasa.

4. Karena tidak terjadi retak pada beton prategang, maka baik baja penulangan dan baja prategang akan

lebih terlindungi terhadap bahaya korosi, sehingga akan lebih cocok untuk struktur yang berada di daerah

korosif.

5. Lendutan efektif untuk beban jangka panjang dapat terkontrol lebih baik pada beton prategang penuh

maupun prategang sebagian.

1.2. Konsep Dasar Beton Prategang

Konsep penegangan beton telah dimulai pada tahun 1886 (P.H. Jackson) di Amerika

Serikat tetapi sistem beton pratekan dalam bentuknya yang matang baru ditemukan pada

tahun 1926 oleh seorang ahli struktur jembatan dari Perancis yang bernama Eugene

Fressynet. Sesudah itu beberapa inovasi berhasil diciptakan oleh para ahli hingga tahun 1940,

dan praktek beton pratekan sejak itu meningkat dengan cepat sampai masa sekarang ini.

Dalam perioda perkembangan aktif selama 1940-an dan 1950-an sistem pratekan baru

ditekankan pada metoda analisis dan desain berdasarkan konsep elastisitas, dan nanti

beberapa tahun terakhir ini analisis plastis sistem pratekan mulai dikembangkan.

Ada tiga konsep yang berbeda-beda yang dapat dipakai untuk menjelaskan dan

menganalisis sifat-sifat dasar dari beton prategang:

a. Konsep pertama:



Sistem pratekan/prategang untuk mengubah beton yang getas (brittle)

menjadi bahan yang elastis. Dari konsep ini lahirlah kriteria ”tidak ada

tegangan tarik” pada beton. Pada 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.

Ambil suatu balok persegi panjang yang diberi gaya prategang horizontal oleh sebuah tendon

sentris (cgs berimpit cgc), lihat Gbr.1.4. Akibat gaya prategang F, akan timbul tegangan tekan

merata sebesar,

=A

F........................................................................ (1.1)

Jika M adalah momen eksternal pada penampang akibat beban dan berat sendiri balok, maka

tegangan pada setiap titik sepanjang penampang akibat M,

=I

vM.............................................................. (1.2)

dimana y adalah jarak dari sumbu yang melalui titik berat dan I adalah momen inersia

penampang. Jadi distribusi tegangan yang dihasilkan adalah:

=A

F±

I

vM................................................................. (1.3)

Gambar 1.4. Distribusi tegangan beton prategang sentris

Bila tendon ditempatkan eksentris (sebesar e), maka distribusi tegangannya (lihat Gbr. 1.5.)

menjadi,



=A

F+

I

veF+

I

vM............................................................... . . (1.4)

dimanaI

veFadalah tegangan akibat momen eksentris.

akibat gaya prategang akibat gaya prategang akibat momen eksternal M akibat gaya prategang eksentrispengaruh beban langsung eksentris dan momen eksternal M

Gambar 1.5. Distribusi tegangan beton prategang eksentris

b. Konsep kedua

Sistem prategang untuk menggabungkan (kombinasi) baja

mutu tinggi dengan beton.

Konsep ini mempertimbangkan beton prategang sebagai kombinasi dari baja dan beton,

seperti pada beton bertulang, dimana baja menahan tarikan (tensile, T) dan beton

menahan tekanan (compression, C), dengan demikian kedua bahan membentuk kopel

penahan untuk melawan momen eksternal (Gbr. 1.6). Pada beton prategang, baja mutu

tinggi dipakai dengan jalan menariknya sebelum kekuatannya dimanfaatkan sepenuhnya.

Jika baja mutu tinggi ditanam pada beton, seperti pada beton bertulang biasa, beton

disekitarnya akan menjadi retak berat sebelum seluruh kekuatan baja digunakan (Gbr. 1.7).

Oleh karena itu, baja perlu ditarik sebelumnya (sistem pre-tensioning) terhadap beton.

Dengan menarik dan menjangkarkan baja ke beton dihasilkan tegangan dan regangan

yang diinginkan pada kedua bahan, tegangan dan regangan tekan pada beton serta

tegangan dan regangan pada baja. Kombinasi ini memungkinkan pemakaian yang aman

dan ekonomis dari kedua bahan dimana hal ini tidak dapat dicapai jika baja hanya

ditanamkan dalam bentuk seperti pada beton bertulang biasa.



P P

C CT T

Bagian balok prategang (PSC) Bagian balok bertulang (RC)

q q

C C

T T

kabel prategang baja tulangan

Bagian Balok Pratekan (PSC) Bagian Balok Bertulang (RC)

Gambar 1.6. Momen tahanan internal pada Beton Prategang (PSC) dan Beton Bertulang (RC)

A. Beton bertulang biasa (RC) B. Beton prategang (PSC)Retak-retak dan lendutan besar Tanpa retak dan lendutan kecil

Gambar 1.7. Balok beton menggunakan baja mutu tinggi

c. Konsep ketiga

Sistem prategang untuk mencapai perimbangan beban.

Konsep ini terutama untuk menggunakan prategang sebagai usaha untuk membuat

seimbang gaya-gaya pada sebuah batang atau balok (Gbr. 1.8 dan Gbr. 1.9). Pada

keseluruhan desain struktur beton prategang, pengaruh dari prategang dipandang

sebagai keseimbangan berat sendiri sehingga elemen yang mengalami lenturan

seperti pelat (slab), balok (beam), dan gelagar (girder) tidak akan mengalami

tegangan lentur pada kondisi pembebanan yang terjadi. Ini memungkinkan

transformasi dari elemen lentur menjadi elemen yang mengalami tegangan

langsung dan sangat menyederhanakan persoalan baik didalam desain maupun

analisis dan desain struktur yang rumit.

Penerapan dari konsep ini mengasumsikan bahwa beton dapat diambil

sebagai benda bebas dan menggantikan tendon dengan gaya-gaya ekivalen yang

bekerja pada beton sepanjang bentang.



lintasan tendon berbentuk parabola

F F

beban merata, wb

F F

wb

Gambar 1.8. Balok prategang dengan tendon parabola yang dapat digantikandengan beban ekivalen merata

Suatu balok beton diatas dua perletakan (simple support) yang diberi gaya prategang F melaluisuatu kabel prategang dengan lintasan parabola. Beban akibat gaya prategang yangterdistribusi secara merata kearah atas dinyatakan sebagai,

dimana:

wb = beban merata kearah atas, akibat gaya prategang F

h = tinggi parabola lintasan kabel prategang.

L = panjang bentangan balok.

F = gaya prategang.

Jadi beban terdistribusi merata akibat beban (arah ke bawah) diimbangi oleh gaya merataakibat prategang wb yang berarah ke atas.

lintasan tendon membengkok (deflected)

gaya-gaya ekivalen

Gambar 1.9. Balok prategang dengan tendon membengkok (deflected)yang dapat digantikan dengan gaya-gaya ekivalen



1.3. Terminologi Beton Pratekan

Banyak istilah teknik yang perlu diketahui untuk memahami suatu subyek dengan baik.

Berikut ini diberikan beberapa istilah yang berhubungan dengan beton pratekan.

Beton PratekanSuatu tipe beton dalam mana tegangan-tegangan internal permanen yang sifat-sifat, besar dan distribusi tertentu secara sengaja diatur, biasanya melaluipenarikan baja, untuk melawan sampai pada tingkat tertentu, tegangan-tegangan yang tidak diinginkan yang timbul pada elemen dalam kondisi bebanlayan. Berdasarkan tipe konstruksi, beton pratekan dapat diklasifikasikansebagai beton penarikan-awal atau beton penarikan-purna.Tegangan-tegangan yang secara sengaja diciptakan tersebut bersifat tekan dantegangan-tegangan tekan ini mengurangi atau menghilangkan keseluruhantegangan-tegangan tarik yang tidak diinginkan yang timbul akibat pembebananluar.

Kawat (Wires)Kawat prategang adalah suatu unit tunggal yang terbuat dari baja.

Untaian (Strands)Dua, tiga atau tujuh kawat terbuka untuk membentuk sebuah untaianprategang.

TendonSuatu elemen baja, seperti kawat, kabel, batang atau untaian yang disediakan,dalam bentuk memanjang, untuk menanamkan kekuatan penegangan dalambeton. Bagaimana sebuah tendon memindahkan gaya prategang ke dalambeton gergantung pada tipe elemen pratekan, apakah penarikan-awal ataupenarikan-purna.

Kabel (Cable)Suatu kelompok tendon yang membentuk sebuah kabel prategang.

Batang (Bars)Sebuah tendon dapat dibuat dari sebuah batang baja. Diameter sebuah batangbaja jauh lebih besar daripada diameter kawat.

Gaya PrategangSehubungan peregangan tendon, tegangan-tegangan tarik timbul di dalamtendon. Resultan gaya prategang di dalam tendon dapat dihitung denganmengalikan tegangan-tegangan tarik ini dengan luas penampang tendon. Padasaat gaya tarik prategang dari tendon ditransfer ke beton, gaya itumenghasilkan tekanan yang setara dalam beton.

Penarikan-awal, Pra-penarikan (Pre-tensioning)Suatu metoda penegangan beton dalam mana tendon ditarik atau ditegangkansebelum pengecoran beton. Dalam bentuk konstruksi ini, betonmengembangkan suatu ikatan dengan permukaan tendon yang teregang.Apabila kekuatan ikatan/rekatan telah cukup dikembangkan dalam betonuntuk menahan tendon-tendon yang teregang dalam bentuk tertarik, tendondipotong dari luar. Panjang tendon yang tertanam di dalam mempertahankanbentuk teregangnya di dalam beton karena adanya rekatan dan gayaprategang yang tertahan di dalam beton.

Penarikan-purna, Pasca-penarikan (Post-tensioning)Suatu metoda penegangan beton dalam mana tendon ditempatkan, di dalamselubung atau saluran yang disediakan dalam beton, sesudah beton mencapaikekuatan yang cukup. Tendon kemudian diregangkan dan diangkur padaujung-ujung elemen beton. Mekanisme transfer gaya prategang dalam bentuk



penegangan ini berbeda dari kasus Pra-penarikan. Dalam prategang bentuk ini,gaya prategang ditransfer ke beton melalui pengangkuran yang dibuat padaujung-ujung elemen – bukan melalui ikatan antara beton dan tendon.

Pengangkuran, PenjangkaranPeralatan yang digunakan untuk mengangkurkan tendon pada ujung elemenbeton (pengangkuran pada kasus pasca-penarikan). Dalam sistem pra-penarikan, pengangkuran atau penjangkaran adalah peralatan yangdigunakan untuk mengangkurkan tendon yang teregang selama terjadinyapengerasan beton.

Elemen perekatSuatu elemen beton dalam mana tendon-tendon terikat/terekat pada beton.Mereka dapat langsung terikat pada beton seperti dalam kasus pra-penarikanatau secara tidak langsung dengan menginjeksi ruang dalam saluran tendondalam kasus pasca-penarikan.

Penarikan-purna TerekatDalam konstruksi pasca-penarikan, saluran, dimana tendon ditempatkan,kadang-kadang diinjeksi sesudah pelaksanaan penarikan. Jadi, meskipunmekanisme transfer prategang tetap melalui pengangkuran/penjangkaran,injeksi saluran dapat melindungi tendon terhadap korosi.

Beton Prategang Tanpa-RekatanAdalah suatu metoda konstruksi dalam mana tendon-tendon tidak terekat kedalam beton. Dalam kasus ini, saluran, rumah tendon, tidak diinjeksi.

Penegangan Penuh, Pratekan Penuh, Prategang PenuhSuatu elemen beton pratekan disebut prategang penuh apabila cukup gayaprategang diberikan sehingga tegangan-tegangan tarik dalam elemensepenuhnya dihilangkan.

Penegangan Terbatas, Prategang Terbatas atau Prategang Parsial/SebagianSuatu bentuk penegangan dalam mana tegangan-tegangan tarik dibolehkan,sampai batas tertentu, dalam beton di bawah pengaruh beban kerja. Karenategangan tarik yang diijinkan boleh terjadi akibat beberapa kondisi,meretakkan beton, sejumlah penulangan non-prategang juga disediakansepanjang tendon.

Penegangan Moderat/Sedang, Prategang SedangDalam bentuk prategang ini, tidak ada batas yang diberikan terhadapbesarnya tegangan-tegangan tarik yang dapat dihasilkan di dalam elemenpada kondisi beban kerja. Faktanya, ini bukan merupakan beton pratekandalam arti yang sebenarnya sebab perilakunya lebih menyerupai betonbertulang. Direkomendasikan bahwa elemen struktural yang termasuk tipe iniharus dianalisis menurut konsep dan peraturan yang berlaku untuk elemenstruktur beton bertulang.

Penegangan Aksial atau Penegangan KonsentrisApabila sentroid (pusat) dari luas penampang melintang tendon tepat beradapada sentroid penampang melintang elemen beton, suatu tegangan tekanmerata dihasilkan pada seluruh penampang melintang beton. Bentukpenegangan ini disebut penegangan aksial atau penegangan konsentris.

Penegangan EksentrisDalam bentuk penegangan ini, pusat dari luas penampang melintang tendontidak sama dengan pusat bidang penampang beton. Jarak antara pusatpenampang melintang beton dan pusat gravitasi tendon disebut eksentrisitastendon. Sehubungan eksentrisitas ini, suatu momen, yang besarnya setara



dengan hasil kali gaya prategang dan eksentrisitas, diterapkan padapenampang melintang beton.

Profil TendonBentuk jalur tendon sepanjang dimensi panjang elemen beton.

Penegangan tanpa-distorsiElemen beton melendut akibat berat sendiri. Bilamana gaya prategangditerapkan dalam suatu cara yang menghilangkan lendutan-lendutan tersebutakibat aksi gaya prategang, hal itu disebut penegangan tanpa-distorsi.Dalam kasus demikian, momen prategang dan momen berat-sendiri seimbangsatu sama lain dan elemen beton hanya memikul gaya aksial dan momenlentur yang berhubungan dengan beban luar saja.

Penegangan Uniaksial, Biaksial dan TriaksialIstilah ini merujuk pada kasus ketika beton ditegangkan masing-masing hanyadalam satu arah saja, dalam dua arah yang saling tegak lurus dan dalam tigaarah yang saling tegak lurus.

Penegangan MelingkarIstilah ini merujuk pada kasus bilamana profil tendon dibuat dalam bentukbulat, seperti dalam tangki air, pipa, dll.

Beban KarakteristikBeban dengan kemungkinan 95% tidak akan terlampaui selama umur rencanastruktur.

Kekuatan Karakteristik, Kuat KarakteristikKekuatan material yang tidak memenuhi syarat dimana tidak melampaui 5%yang mengalami kegagalan.

Tulangan Tambahan atau Tulangan Tanpa-peneganganPenulangan yang disediakan dalam elemen beton prategang, yang tidakdiregangkan seperti tendon.

TransferAksi pemindahan tegangan-tegangan dalam tendon prategang ke elemen beton.Dalam kasus elemen beton penegangan-awal, tahap ini muncul pada saat jack(yang meregangkan tendon sampai beton memiliki kekuatan yang cukup)dilepaskan. Dalam kasus elemen beton penegangan-purna, tahap ini munculpada saat tendon yang teregang diangkurkan/dijangkarkan pada ujung-ujungelemen beton.

Prategang Awal/InisialDari tahap transfer, tegangan-tegangan tarik dalam tendon mengerjakantegangan-tegangan tekan pada beton. Nilai-nilai awal tegangan-tegangan ini (didalam tendon atau di dalam beton) disebut gaya prategang awal (dalam tendonatau dalam beton, mana yang dipertimbangkan).

Tegangan Tarik Awal/InisialTegangan maksimum yang timbul dalam tendon prategang pada saat operasitegangan. Gaya tarik awal biasanya lebih besar dari gaya prategang awalkarena selama tahap transfer sejumlah kehilangan prategang seketika dimulai.

Kehilangan PrategangPada tahan transfer, tendon menghasilkan tegangan-tegangan tekan di dalambeton. Cepat atau lambat, besar tegangan-tegangan ini mengalamipengurangan karena sejumlah alasan. Reduksi dalam gaya prategang ataupenegangan-penegangan disebut kehilangan prategang.



Prategang Akhir/FinalTegangan yang ada sesudah semua kehilangan prategang yang substansialterjadi disebut prategang akhir. Hal ini dapat ditentukan dengan mengurangikehilangan-kehilangan prategang dari nilai prategang awal.

Tegangan Tarik Akhir/FinalTegangan tarik dalam tendon sesudah kehilangan prategang berlangsungdisebut tegangan tarik akhir. Tegangan tarik akhir ini diambil dalamhubungannya dengan tahap prategang akhir.

Perpendekkan Elastik BetonPada tahap transfer, gaya prategang tekan dipindahkan ke beton. Sehubungangaya tekan ini, beton mengalami suatu perpendekkan panjang elastik yangseketika dalam arah gaya ini dan bergantung pada besarnya gaya prategang.

Kehilangan Prategang akibat Perpendekkan Elastik BetonSehubungan perpendekkan elastik beton, tendon dapat mengurangi panjangteregangnya pada tingkat yang sama dalam mana pengurangan panjangterjadi pada beton. Sehubungan hal ini, regangan-regangan dalam tendon (dankarena itu tegangan-tegangan) berkurang, menyebabkan kehilangan prategang.

Rangkak (Creep)Suatu peristiwa yang berhubungan dengan bertambahnya regangan bahanakibat waktu di bawah tegangan-tegangan konstan.

Koefisien RangkakRasio regangan rangkak terhadap regangan elastik suatu bahan.

Kehilangan Prategang akibat Rangkak dalam BetonSehubungan peristiwa rangkak, prategang tekan yang mempengaruhi reganganbeton mengalami peningkatan. Karena itu, regangan-regangan tendonberkurang dan sebagai konsekuensi kehilangan prategang dimulai di dalamtendon.

Kehilangan Prategang akibat Susut (Shrinkage) dalam BetonKehilangan prategang akibat susut beton, yang dimulai dalam tahap awalpengerasan beton. Sehubungan susut beton, regangan-regangan tekan dalambeton meningkat (mengakibatkan regangan-regangan tarik dalam tendon-tendon berkurang pada tingkat yang sama) dan konsekuensinya terdapatsuatu kehilangan prategang dalam elemen beton.

Kehilangan Prategang akibat Relaksasi BajaApabila regangan dalam baja tetap konstan, terlihat bahwa tegangan-tegangan didalamnya berkurang seiring waktu. Hal ini disebut relaksasi baja.Tendon-tendon di dalam beton prategang tersedia dengan suatu regangantertentu (akibat penarikan) dan regangan ini tetap konstan di dalam beton.Sehubungan relaksasi baja, tegangan-tegangan dalam tendon berkurangseiring waktu dan menyebabkan apa yang dikenal sebagai kehilanganprategang akibat relaksasi baja. Kehilangan relaksasi di dalam baja prategangbervariasi berdasar tipe baja, prategang awal, usia, temperatur, dll.

Slip (=Gelincir) dalam Pengangkuran/PenjangkaranDalam kasus beton prategang-purna, pada saat tendon-tendon diangkur padaujung-ujung elemen beton, suatu slip (=gelincir) tendon dimulai. Kadang-kadang,angkur/jangkar menetap di bagian dalam dari ujung-ujung beton pada suatujarak tertentu. Kedua hal ini diperhitungkan sebagai slip (=gelincir) dalampengangkuran/penjangkaran. Ini adalah salah satu alasan terjadinyakehilangan prategang dalam elemen beton penegangan-purna (pasca-tarik).



Panjang TransmisiAdalah jarak yang diperlukan dari ujung elemen beton untuk mengembangkantegangan maksimum tendon dengan ikatan (bond).

Zona UjungAdalah panjang elemen beton penegangan-purna (pasca-tarik), pada ujung,yang dibutuhkan untuk mendapatkan suatu distribusi prategang pada seluruhbagian penampang melintang elemen beton. Pada ujung-ujung betonpenegangan-purna, pengangkuran mengerjakan gaya prategang hanya padasuatu bagian dari penampang beton. Apabila kita bergerak dari suatu ujung kepertengahan penampang, distribusi prategang longitudinal menempati daerahyang lebih dan lebih luas dari penampang melintang. Zona yang terletakdiantara suatu ujung elemen dan penampang dimana luas penampang penuhbeton menerima prategang longitudinal (= horizontal) disebut zona ujung.

Zona UjungAdalah panjang elemen beton penegangan-purna (pasca-tarik), pada ujung,yang dibutuhkan untuk mendapatkan suatu distribusi prategang pada seluruhbagian penampang melintang elemen beton. Pada ujung-ujung betonpenegangan-purna, pengangkuran mengerjakan gaya prategang hanya padasuatu bagian dari penampang beton. Apabila kita bergerak dari suatu ujung kepertengahan penampang, distribusi prategang longitudinal menempati daerahyang lebih dan lebih luas dari penampang melintang. Zona yang terletakdiantara suatu ujung elemen dan penampang dimana luas penampang penuhbeton menerima prategang longitudinal (= horizontal) disebut zona ujung.

Gaya Tarik Hancur (Bursting)Adalah gaya-gaya tarik yang dihasilkan oleh aplikasi gaya-gaya prateganglongitudinal terpusat pada zona ujung elemen beton penegangan-purna (post-tensioning). Hal ini berarah lateral langsung dan bisa menyebabkan hancurnyabeton dalam arah lateral akibat tarikan. Untuk melawan gaya-gaya ini,penulangan lateral harus tersedia pada zona ujung elemen beton penegangan-purna.

Keadaan Batas (Limit State)Batas penerimaan untuk keadaan dan kemampulayanan yang diperlukan,sebelum timbulnya kegagalan struktural.

Keadaan Batas Keruntuhan (Limit State of Collapse)Keadaan batas yang menggambarkan kegagalan atau keruntuhan strukturberbasarkan kondisi-kondisi kritis tertentu. Kondisi-kondisi tertentu sepertiruntuhnya penampang-penampang kritis akibat lenturan, geser, torsi, tekanandan tarikan, tekukan akibat ketidakstabilan elastik atau plastis (termasuk efekpergoyangan bila ada) dan bukaan, dll., dipertimbangkan dalam menentukankeadaan batas keruntuhan.

Keadaan Batas Kemampulayanan (Limit State of Serviceability)Keadaan batas yang menggambarkan ketidakmampuan struktur ataukomponen struktural untuk berfungsi sebagaimana mestinya sebagaimanayang dimaksud. Secara normal, efek-efek lendutan, retakan, getaran dantegangan tekan maksimum harus dipertimbangkan dalam menentukankeadaan batas kemampulayanan.

Beton Prategang Tipe-1Adalah beton prategang (pratekan) dimana tegangan tarik tidak dibolehkan.

Beton Prategang Tipe-2Adalah beton prategang (pratekan) dimana tegangan tarik dibolehkan tetapiretak yang terlihat tidak diijinkan.



Beton Prategang Tipe-3Adalah beton prategang (pratekan) dimana retak dibolehkan tetapi hal ituharus tidak mempengaruhi penampakkan dan daya tahan struktur. Bataspenerimaan retak akan bervariasi berdasarkan tipe struktur dan lingkungan.Untuk elemen sedemikian, sebagai panduan kasar, lebar permukaan retakharus, secara umum, tidak melebihi 0.1 mm untuk elemen yang tereksposkepada suatu lingkungan tertentu yang agresif, dan tidak melebihi 0.2 mmuntuk semua elemen lainnya.

Efek Jangka PendekAdalah variasi jenis efek yang dihasilkan, hampir seketika, sehubunganaplikasi beban luar pada struktur-struktur. Sebagai contoh dalam hal iniadalah defleksi (lendutan) akibat beban luar dalam struktur beton.

Efek Jangka PanjangEfek jangka panjang pembebanan pada struktur-struktur memperhitungkansemua efek termasuk rangkak (creep) dan susut (shrinkage).

Diktat Beton PratekanBab 1__Pendahuluan, Konsep Dasar Dan Terminologi Beton Pratekan by Yoppy...

Documents

Transcript of Diktat Beton PratekanBab 1__Pendahuluan, Konsep Dasar Dan Terminologi Beton Pratekan by Yoppy...

Diktat Beton Pratekan__Bab 1____Pendahuluan, Konsep Dasar Dan Terminologi Beton Pratekan by Yoppy...

Documents

Transcript of Diktat Beton Pratekan__Bab 1____Pendahuluan, Konsep Dasar Dan Terminologi Beton Pratekan by Yoppy...

Diktat Beton PratekanBab 1__Pendahuluan, Konsep Dasar Dan Terminologi Beton Pratekan by Yoppy...

Transcript of Diktat Beton PratekanBab 1__Pendahuluan, Konsep Dasar Dan Terminologi Beton Pratekan by Yoppy...