Pertemuan I 2013

BAB IKONSEP DASAR

Beton adalah bahan yang mempunyai kekuatan tekan yang tinggi, tetapi memiliki kekuatan tarik yang relatif rendah.

Baja adalah suatu material yang mempunyai kekuatan tarik yang sangat tinggi

Apabila kedua material tersebut dikombinasikan, maka tegangan tekan dipikulkan kepada beton sementara tegangan tarik dipikulkan kepada baja.

Namun, pada struktur dengan bentang yang panjang, struktur beton bertulang biasa tidak cukup untuk menahan tegangan lentur.

Terjadi retak-retak pada daerah lentur, geser atau puntir

Balok Baja, Kayu atau Beton sbl. retak

Distribusi Teganganpada Potg. Lintang di tengah bentang

Perilaku Struktur


Perilaku Struktur

Balok Beton (retak)

Baja Tulangan

Retak Retak Retak


Perilaku Struktur

Balok Beton Bertulang


+ S


Baja Prategang

Perilaku StrukturBalok Beton Prategang

Bagian2 Beton Prategang

Gaya tarik pdBaja prategang

Gaya desak pada beton

Gaya tarik pdBaja prategang

Anker mati Beton Anker hidupBaja Prategangdi dlm

selongsong (ducting)

Dongkrak (Jack)

Perpendekan beton

Baja prategang

ditarik terhadap dan

diangker pada beton

Pada baja prategang bekerja gaya tarik P

Pada beton bekerja gaya desak PSeimbang Pada tumpuan balok

tidak timbul reaksi.(pada sistim statis tertentu)

Keuntungan penggunaan beton prategang adalah : Dapat memikul beban lentur yang lebih besar

dari beton bertulang

Dapat dipakai pada bentang yang lebih panjang dengan mengatur defleksinya

Ketahanan geser dan puntirnya bertambah dengan adanya penegangan

Berbagai kelebihan lain pada penggunaan struktur khusus, seperti struktur pelat dan cangkang, struktur tangki, struktur pracetak dll.

Mengapa untuk beton prategang diperlukan beton dan baja mutu tinggi?

Jika digunakan baja dengan kuat tarik rendah (misalnya baja tulangan biasa, dengan reg.

leleh y = 2 . 10-3), maka gaya prategang awal yang dapat diberikan oleh baja tsb akan

lenyap oleh adanya susut dan rayapan beton (regangan akibat susut dan rayapan beton dapat mencapai nilai sekitar – 2 . 10-3).

Baja tulangan biasaE = 200 000 MPa

Baja prategangE = 195000 – 200000 MPa

2.10-3 7.10-3

sc ) regangan akibat susut dan rayapan beton

Beton mutu tinggi:

- regangan susut dan rayapan kecil Loss of Prestress akibat dua

komponen tersebut kecil

- kuat desak awal cukup tinggi mampu menahan tegangan

desak pada daerah penganker-

an tendon.

Mengapa untuk beton prategang diperlukan beton dan baja mutu tinggi?

Jenis-jenis Struktur Beton Prategang

1. Menurut waktu penarikan baja prategang (terhadap waktu pengecoran beton):1.1 Pra Penarikan (Pre Tension)1.2 Penarikan Purna atau Pasca Tarik (Post Tension)

2. Menurut ada tidaknya lekatan antara baja prategang dan beton:2.1 Dengan lekatan (bounded, grouted)2.2 Tanpa lekatan (unbounded, ungrouted)

3. Menurut letak baja prategang:3.1 Internal Prestressing3.2 External Prestressing

4. Menurut Derajat Penegangan:4.1 Full Prestressing4.2 Partial Prestressing


1. Menurut waktu penarikan baja prategang (terhadap waktu pengecoran beton):

1.1 Pra Penarikan (Pre Tension)

Blok pengankeran

PoPo

Tegangan pd baja prategang: po = Po / Ap

Tahapan pekerjaan:

(1) Baja prategang ditarik,kemudian diangker padablok-blok pengangkeranPada baja prategang terjadi tegangan po = Po / Ap

PoPo

Baja prategang,tanpa selubung (duct)

po = Po / Ap

Tegangan pd beton

co = 0

(2) Beton dicor dan dilakukan ra-watan keras s/d beton menca-pai kekuatan tertentu f‘ci Terjadi lekatan kuat antarabaja prategang dg beton di sekitarnya.


(3) Angker penahan gaya pra-tegang pada blok-blok peng-angkeran dilepas terjaditransfer gaya prategang daribaja prategang kepada betonmelalui lekatan

Akibatnya:- Beton memendek elastis - Gaya tarik pada baja prategang dan gaya desak yang ditransfer kpd

beton sedikit berkurang menjadi Pi

- Terjadi tegangan desak pada beton: ci

pi

Pi

Baja prategang,melekat pada beton

Tegangan pd beton

ci

Pi


Kesimpulan:

Pada sistim pra-penarikan (pre tensioning):1. Baja prategang ditarik/ditegangkan sebelum beton di cor2. Transfer gaya prategang dari baja prategang kepada beton terjadi

melalui lekatan antara baja prategang dengan beton disekitarnya.

Jenis struktur beton prategang dg sistim pra-penarikan ini kurang sesuai untuk struktur beton prategang cor di tempat, karena diperlukan blok-blokpengangkeran yang kuat.

Sebaliknya sistim ini cocok untuk beton pracetak dengan produksi massal.

Sistim pre tensioning pasti termasuk sistim bonded tendon.


Pre Tensioning System

Prestressed ConcreteHollow Core Slab (HSC)



Bantalan rel



Balok Dobel-T Pracetak


1.2 Penarikan Purna atau Pasca Tarik (Post Tension)

Tahapan pekerjaan:

(1) Dipasang/dirangkai: Bekisting, tulangan nonprategang, selubung tendon(ducting) dengan strand dansistim angkernya (angker hi-dup dan mati) tendon dapatbergerak bebas di dlm ducting.

(2) Beton dicor dan dilakukan ra-watan keras s/d beton menca-pai kekuatan tertentu f‘ci

Tegangan pd beton

co = 0

Baja prategang,didlm selubung (duct)

po = 0


(3) Baja prategang ditarik/ditegangkan Po dan diangker terhadap beton itu sendiri terjadi transfer gaya prategangdari baja prategang melalui sistimpengangkerannya.

Tegangan pd beton

ci

Baja prategang,didlm selubung (duct)

pi

Akibatnya:- Beton memendek elastis - Pada baja prategang terdapat

gaya tarik Pi tegangan pi - Terjadi tegangan desak pada beton: ci

PoPo

pi

PiPi

Pada baja prategang Pi tarikTegangan pd beton

ci

PiPi

Pada beton Pi desak


Kesimpulan:

Pada sistim penarikan purna atau pasca tarik (post tensioning):1. Baja prategang ditarik/ditegangkan setelah beton di cor dan mengeras,

kemudian diangker terhadap beton itu sendiri2. Transfer gaya prategang dari baja prategang kepada beton terjadi

melalui sistim pengakeran baja prategang (angker mati & hidup).

Jenis struktur beton prategang dg sistim pasca tarik ini dapat digunakanuntuk struktur beton prategang cor di tempat maupun pracetak

Optional: Lubang ducting yang telah terisi baja prategang:- dapat diisi (diinjeksi, digrouting) dengan pasta semen bonded tendon- dibiarkan kosong atau diisi dengan bahan pelindung thd korosi (fet, vaselin) unbonded tendon strand tetap dapat bergerak di dalam ducting.


Proses Penarikan baja prategang pada sistim Post Tensioning

1

2


3

4

5


Pada proses penarikan baja prategang untuk sistim post tension:

mengapa baik gaya yang diberikan (dibaca dalam satuan bar sbg tek. hidrolik pd

pompa hidrolik) MAUPUN perpanjangan tendon (elongasi) kedua-duanya harus

dibaca?

Sebelum penarikan tendon, disiapkan tabel hubungan antara gaya prategang

dan elongasi (perpanjangan) tendon untuk tiap tahap penegangan (misal tiap

kenaikan 50 kN, s/d gaya prategang yg direncanakan). Tabel ini merupakan hasil

hitungan teoritik untuk balok ybs, dg memperhatikan gesekan yang diperkirakan

akan terjadi.

Pada saat penarikan tendon, untuk tiap tahap penegangan (mis tiap kenaikan 50

kN tsb) diukur perpanjangan tendon yang terjadi dan hasilnya dicocokan dg tabel

tsb di atas. Jika penyimpangannya terlalu besar, berarti terjadi gangguan di

dalam tendonbaja prategang tsb.

Contoh Struktur Beton Prategang dg Sistim Pasca Tarik (Post Tension)

Cast in Place

Precast


Flat Plate: - Post tensioned- unbonded tendon

Contoh Struktur Beton Prategang dg Sistim Pasca Tarik (Post Tension)



2. Menurut ada tidaknya lekatan antara baja prategang dan beton:

2.1 Dengan lekatan (bounded, grouted)Baja prategang melekat/menyatu dengan beton disekitarnya,

sehingga tidak terjadi geseran/slip.

Pada sistim Pre Tensioning:otomatis terdapat keadaan bonded tendon.

Baja prategang,melekat langsung pd beton disekitarnya

Pada sistim Post Tensioning:keadaan bonded tendon hanya terjadi jika rongga di

dalam ducting (disela-sela baja prategang) diinjeksi/digrouting dengan pasta semen.

Baja prategang

Ducting

Pasta semen


2.2 Tanpa lekatan (unbounded, ungrouted)Baja prategang dapat bergerak/bergeser/menggelincir di dalam ducting.Hal ini terjadi hanya pada sistim post tensioning, dimana setelah

penegangan tendon rongga di dalam ducting tidak diinjeksi dg pasta semen, sehingga strand masih tetap bergerak bebas di dalamnya. Untuk mencegah korosi pada baja prategang, rongga

tsb diisi dg bahan vaselin.

Baja prategang

Ducting

Rongga, diisi bahan vaselin/fetBaja prategang tetap dapat menggelincir di dalamnya

Pada sistim unbonded ini biasanya digunakan jenis monostrand satu strand dengan satu selubung tendon (ducting)


Monostrand untuk sistim unboded tendon

3. Menurut letak baja prategang:

3.1 Internal PrestressingTendon baja prategang berada di dalam penampang beton

(dilingkupi oleh beton disekelilingnya)

3.2 External PrestressingTendon baja prategang berada di luar penampang beton



Internal Prestressing


External Prestressing


4. Menurut Derajat Penegangan:4.1 Full Prestressing

Pada keadaan beban layan, akibat gaya prategang dan beban-beban yang bekerja, pada beton tidak terjadi tegangan tarik yang

melampaui tegangan tarik yang diijinkan (SNI: 0,5 f‘c).

Teg.tarik ijin (= 0,5 f‘c) < mod. of rupture beton (= 0,63 f‘c)

jadi penampang beton tidak retak.

I

IBeban layan: misal DL + LL (tidak terfakfor)

atau atauPot. I – I:Teg tarik yg terjadi tdkmelampaui yg diijinkan.

(-) (-)(-)


4.2 Partial PrestressingPada keadaan beban layan, akibat gaya prategang dan beban-beban yang bekerja tegangan tarik yang terjadi pada beton

dibatasi dan tidak boleh melampaui tegangan tarik yang diijinkan (SNI: 1,0 f‘c). Selain itu harus dipenuhi syarat batas lendutan

dan lebar retak.Teg.tarik ijin (= 1,0 f‘c) > mod. of rupture beton (= 0,63 f‘c)

jadi pd penampang beton dapat terjadi retak.

Lebar retak pada struktur beton prategang parsial dibatasi lebih ketat dibanding pada struktur beton bertulang. Untuk mengendalikan retak yang terjadi dan juga untuk meningkatkan kuat batas digunakan baja non prategang

Jenis struktur BPP ini cocok digunakan untuk struktur dengan beban hidup yang lebih besar/dominan dari beban matinya.

Pertemuan I 2013

Documents

Transcript of Pertemuan I 2013