Tugas Beton Insan[1]

7/25/2019 Tugas Beton Insan[1]

1/23

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seperti yang telah diketahui bahwa beton adalah suatu material yang tahan

terhadap tekanan, akan tetapi tidak tahan terhadap tarikan. Sedangkan baja adalah

suatu material yang sangat tahan terhadap tarikan. Dengan mengkombinasikan

antara beton dan baja dimana beton yang menahan tekanan sedangkan tarikan

ditahan oleh baja akan menjadi material yang tahan terhadap tekanan dan tarikan

yang dikenal sebagai beton bertulang ( reinforced concrete ). Jadi pada beton

bertulang, beton hanya memikul tegangan tekan, sedangkan tegangan tarik dipikul

oleh baja sebagai penulangan ( rebar ). Sehingga pada beton bertulang,

penampang beton tidak dapat efektif 1 ! digunakan, karena bagian yang

tertarik tidak diperhitungkan sebagai pemikul tegangan.

"al ini dapat dilihat pada sketsa

gambar disamping ini. Suatu penampang

beton bertulang dimana penampang beton yang diperhitungkan untuk memikul

tegangan tekan adalah bagian diatas garis netral ( bagian yang diarsir ).

#aya tarik pada beton bertulang dipikul oleh besi penulangan ( rebar ).

$elemahan lain dari konstruksi beton bertulang adalah bera t sendiri ( self weight)

yang besar, yaitu %.& kg'm, dapat dibayangkan berapa berat penampang yang

1


2/23

tidak diperhitungkan untuk memikul tegangan ( bagian tarik ). ntuk mengatasi

ini pada beton diberi tekanan awal sebelum beban*beban bekerja, sehingga

seluruh penampang beton dalam keadaan tertekan seluruhnya, inilah yang

kemudian disebut beton pratekan atau beton prategang ( prestressed concrete ).

1.2. Rumusan Masalah

1.+engertian beton prategang dan macam*macam beton prategang

%. +rinsip perhitungan beton prategang. ahan* bahan beton prategang

&.Sistem prategang post tension dan pengangkeran

-.Sistem +rategang +retension

.$ehilangan gaya pratekan langsung

/.$ehilangan gaya prategang tergantung waktu

1.3. Tujuan an Man!aat

0ujuan ditulisnya makalah ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas mata

kuliah Stuktur eton +rategang dan menjawab pada perumusan masalah.

anfaat dari penulisan makalah ini adalah untuk meningkatkan pengetahuan

penulis dan pembaca tentang Struktur eton +rategang.

BAB II

PEMBAHA"AN

2.1. "ejarah Bet#n Prategang

2walnya, penggunaan kawat baja kuat normal tetapi tidak berhasil. +ada

tahun 13%4, 5ugene 6reyssinet menggunakan kawat baja berkekuatan dan

2


3/23

berdaktilitas tinggi untuk mengatasi kehilangan prategang. 7a mengemukakan

bahwa untuk mengatasi rangkak,relaksasi dan slip pada jangkar kawat atau pada

kabel maka digunakan beton dan baja yang bermutu tinggi. Disamping itu ia juga

telah menciptakan suatu system panjang kawat dan system penarikan yang baik,

yang hingga kini masih dipakai dan terkenal dengan systemFreyssinet.

Dengan demikian, 6reyssinet telah berhasil menciptakan suatu jenis

struktur baru sebagai tandingan dari strktur beton bertulang. $arena penampang

beton tidak pernah tertarik, maka seluruh beban dapat dimanfaatkan seluruhnya

dan dengan system ini dimungkinkanlah penciptaan struktur*struktur yang

langsing dan bentang*bentang yang panjang. eton pratekan untuk pertama

kalinya dilaksanakan besar*besaran dengan sukses oleh 6reyssinet pada tahun

13 di #are aritime pelabuhan 8e"a9re (+erancis). 6reyssenet sebagai bapak

beton pratekan segera diikuti jejaknya oleh para ahli lain dalam mengembangkan

lebih lanjut jenis struktur ini,seperti:

a). ;9es #unyon

;9es #unyon adalah seorang insinyur +erancis dan telah menerbitkan

buku asterpiecenya < eton precontraint= (% jilid) pada tahun 13-1. eliau

memecahkan kesulitan dalam segi perhitungan struktur dari beton pratekan yang

diakibatkan oleh gaya*gaya tambahan disebabkan oleh pembesian pratekan pada

struktur yang mana dijuluki sebagai


4/23

0.;. 8in adalah seorang insinyur kelahiran 0aiwan yang merupakan guru

besar di >alifornia ni9ersity, erko9oy. $eberhasilan beliau yaitu mampu

memperhitungkan gaya*gaya parasit yang tejadi pada struktur. 7a mengemukakan

teorinya pada tahun 13 tentang < 8oad alancing=. Dengan cara ini kawat atau

kabel prategang diberi bentuk dan gaya yang sedemikian rupa sehingga sebagian

dari beban rencana yang telah datetapkan dapat diimbangi seutuhnya pada beban

seimbang ini. Didalam struktur tidak terjadi lendutan dan karenanya tidak bekerja

momen lentur apapun, sedangkan tegangan beton pada penampang struktur

bekerja merata. eban*beban lain diluar beban seimbang (beban 9ertikal dan

hori?ontal) merupakan


5/23

0.;. 8in juga telah berhasil membuktikan bahwa beton pratekan dapat

dipakai dengan aman dalam bangunan*bangunan didaerah gempa, setelah

sebelumnya beton pratekan dianggap sebagai bahan yang kurang kenyal (ductile)

untuk dipakai didaerah*daerah gempa, tetapi dikombinasikan dengan tulangan

baja biasa ternyata beton pratekan cukup kenyal, sehingga dapat memikul dengan

baik perubahan*perubahan bentuk yang diakibatkan oleh gempa.

c). +.@. 2beles

+.@. 2beles adalah seorang insinyur 7nggris, yang sangat gigih

mendongkrak aliran =full prestressing=, karena penggunaanya tidak kompetitif

terhadap penggunaan beton bertulang biasa dengan menggunakan baja tulangan

mutu tinggi. +enggunaan full prestressingini tidak ekonomis, menurut berbagai

penelitian biaya struktur dengan beton pratekan danfull prestressingdapat sampai

,- atau & kali lebih mahal dari pada struktur yang sama tetapi dari beton

bertulang biasa dengan menggunakan tulangan baja mutu tinggi. Dengan

demikian timbullah gagasan baru yang dikemukakan oleh +.@. 2beles untuk

mengkombinasikan prinsip pratekan dengan prinsip penulangan penampang atau

dikenal dengan nama


6/23

mendorong dipakainya


7/23

hingga tegangan*tegangan akibat beton*beton dapat dinetralkan sampai suatu taraf

yang diinginkan.

b. enurut Draft $onsensus +edoman eton 1334

eton prategang adalah beton bertulang yang dimana telah diberikan

tegangan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat

pemberian beban yang bekerja.

c. enurut 2>7

eton 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.

d. enurut buku

eton prategang pada dasarnya adalah betondi mana tegangan*tegangan

internal dengan besar serta distribusi yang sesuai diberikan sedemikian rupa

sehingga tegangan*tegangan yang diakibatkan oleh beban*beban luar dilawan

sampai suatu tingkat yang diinginkan. +ada batang beton bertulang, prategang

pada umumnya diberikan dengan menarik baja tulangannya.

ada dasarnya ada dua macam metode pemberian gaya prategang pada beton yaitu:

2.2.2 Ma%am&ma%am Bet#n Prategang

Dalam >.5.. (Comite Europeen du Beton) ditentukan tiga kelas

beton prategang,yaitu :

a. $elas 1 : seluruh bagian konstruksi dalam tegangan tekan pada beban kerja.

7


8/23

b. $elas %: konstruksi monolit yang memperkenankan adanya

tegangan tarik yang terbatas, tapi tidak boleh terlihat retak pada

beban kerja.

c. $elas : boleh terjadi retak rambut pada beban kerja, tapi besarnya

lendutan dibatasi.

d. $elas %2: adalah sub kelas yang merupakan kombinasi dari dua kelas, yaitu

kelas 1 pada beban kerja yang terdiri dari beban tetap dan beban hidup, tetapi

juga seperti kelas pada beban ekstrim. $arena sifat dari beton

prategang, retak rambut akan menutup kembali pada beban kerja

yang biasa.

Sistem desain ini sesuai dengan anggapan faktor keamanan

itu adalah terhadap beban yang ekstrim. aka desain untuk beban

kerja biasa disesuaikan dengan persyaratan beton kelas 1, dan

untuk beban ekstrim pada beton kelas . Dalam hal ini kelas 1

juga disebut fully prestressed. $ondisi beban batas yang diminta

untuk ketiga kelas adalah sama, tapi syarat gaya prategang efektif

tergantung pada pembebanan.

>5'67+ Becommendations membagi dalam & kelas :

a. $elas 1 dan % : tidak boleh ada retakan, tetapi pada kelas %

diperbolehkan retak yang halus sekaliC kelas 1 dalam keadaan

tertekan pada beban kerja.

b. $elas dan & terjadi retakan pada beban kerja.

c. $elas disebut : Prestressed Reinforced Concrete. $elas &

adalah beton bertulang.

d. $elas %2 seperti pada skema adalah yang paling ideal, sebab

merupakan kondisi kelas 1 pada beban kerja selama

8


9/23

berdirinya bangunan, retak sementara terjadi karena beban

kelebihan selama masa yang pendek.

2.3. Pr$ns$' Perh$tungan Bet#n Prategang

2da tiga konsep yang dapat dipergunakan untuk menjelaskan dan menganalisa

sifat*sifat dasar dari beton pratekan atau prategang :

(#nse' 'ertama )

Sistem pratekan atau prategang untuk mengubah beton yang getas menjadi bahan

yang elastis.

5ugene 6reyssinet menggambarkan dengan memberikan tekanan terlebih dahulu

(pratekan) pada bahan beton yang pada dasarnya getas akan menjadi bahan yang

elastis. Dengan memberikan tekanan (dengan menarik baja mutu tinggi), beton

yang bersifat getas dan kuat memikul tekanan, akibat adanya tekanan internal ini

dapat memikul tegangan tarik akibat beban eksternal.

"al ini dapat dijelaskan dengan gambar dibawah ini :

9


10/23

#ambar %

2kibat diberi gaya tekan ( gaya prategang ) 6 yang bekerja pada pusat

berat penampang beton akan memberikan tegangan tekan yang merata diseluruh

penampang beton sebesar 6'2, dimana 2 adalah luas penampang beton tsb. 2kibat

beban merata ( termasuk berat sendiri beton ) akan memberikan tegangan tarik

dibawah garis netral dan tegangan tekan diatas garis netral yang besarnya pada

serat terluar penampang adalah :

0egangan lentur : f M . c

I

Dimana : : momen lentur pada penampang yang ditinjau

c : jarak garis netral ke serat terluar penampang

7 : momen inersia penampang.

$alau kedua tegangan akibat gaya prategang dan tegangan akibat momen

lentur ini dijumlahkan, maka tegangan maksimum pada serat terluar penampang

adalah :

10


11/23

a. Diatas garis netral :

ftotalFA E

M . cI tidak boleh melampaui tegangan hancur beton.

c. Dibwah garis netral :

ftotal F

A *M . c

I F tidak boleh lebih kecil dari nol.

Jadi dengan adanya gaya internal tekan ini, maka beton akan dapat memikul

beban tarik.

(#nse' (eua )

Sistem +rategang untuk $ombinasi aja utu 0inggi dengan eton utu 0inggi.

$onsep ini hampir sama dengan konsep beton bertulang biasa, yaitu beton

prategang merupakan kombinasi kerja sama antara baja prategang dan beton,

dimana beton menahan betan tekan dan baja prategang menahan beban tarik. "al

ini dapat dijelaskan sebagai berikut :

+ada beton prategang, baja prategang ditarik dengan gaya prategang 0

yang manamembentuk suatu kopel momen dengan gaya tekan pada beton > untuk

melawan momen akibat beban luar.

11


12/23

Sedangkan pada beton bertulang biasa, besi penulangan menahan gaya

tarik 0 akibat beban luar, yang juga membentuk kopel momen dengan gaya tekan

pada beton > untuk melawan momen luar akibat beban luar.

(#nse' (et$ga )

Sistem +rategang untuk encapai $eseimbangan eban.

Disini menggunakan prategang sebagai suatu usaha untuk membuat

keseimbangan gaya*gaya pada suatu balok. +ada design struktur beton prategang,

pengaruh dari prategangdipandang sebagai keseimbangan berat sendiri, sehingga

batang yang mengalami lendutan seperti plat, balok dan gelagar tidak akan

mengalami tegangan lentur pada kondisi pembebanan yang terjadi.

"al ini dapat dijelaskan sbagai berikut :

Suatu balok beton diatas dua perletakan ( simple beam ) yang diberi gaya

prategang 6 melalui suatu kabel prategang dengan lintasan parabola. eban akibat

gaya prategang yang terdistribusi secara merata kearah atas dinyatakan :

12


13/23

@b8.F . h

L2

Dimana : @b : beban merata kearah atas, akibat gaya prategang 6.

h : tinggi parabola lintasan kabel prategang.

8 : bentangan balok.

6 : gaya prategang.

Jadi beban merata akibat beban (mengarah kebawah) diimbangi oleh gaya

merata akibat prategang @byang mengarah keatas.

7nilah tiga konsep dari beton prategang ( pratekan ), yang nantinya dipergunakan

untuk menganalisa suatu struktur beton prategang.

2.*. Bahan&+ahan Bet#n Prategang

2.*.1 Bet#n

eton adalah campuran air, semen dan agregat serta suatu beban

tambahan. Setelah beberapa jam dicampur, bahan*bahan tersebut akan

langsung mengeras sesuai bentuk pada waktu basahnya. >ampuran tipikal

untuk beton dengan perbandingan berat adalah agregat kasar && !, agregat

halus 1 !, dan air / !. $ekuatan beton ditentukan oleh kuat tekan

karakteristik, pada usia %4 hari fGc. $uat tekan karakteristik adalah tegangan

yang melampaui 3- ! dari pengukuran kuat tekan uniaksial yang diambil

dari tes penekanan standar, yaitu dengan kubus ukuran 1- H 1- mm, atau

13


14/23


15/23

tunggal ber9ariasi dengan diameter *4 mm, dengan tegangan tarik (fp)

antara 1- A 1/ pa, dengan modulus elastisitas 5p % H 1I

pa. ntuk tujuan desain, tegangan leleh dapat diambil sebesar ,4- dari

tegangan tariknya (,4- fp).

2.,. "$stem 'rategang '#st tens$#n an 'engangkeran

a) +ascatarik ( +ost*0ension ethod )

+ada methode +ascatarik, beton dicor lebih dahulu, dimana sebelumnya telah

disiapkan saluran kabel atau tendon yang disebut duct.

Secara singkat methode ini dapat dijelaskan sebagai berikut :

15


16/23

0ahap 1 : Dengan cetakan ( formwork ) yang telah disediakan lengkap dengan

saluran'selongsong kabel prategang ( tendon duct ) yang dipasang

melengkung sesuai bidang momen balok, beton dicor ( gambar 2).

0ahap % : Setelah beton cukup umur dan kuat memikul gaya prategang, tendon

atau kabel prategang dimasukkan dalam selongsong ( tendon duct ),

kemudian ditarik untuk mendapatkan gaya prategang. ethode

pemberian gaya prategang ini, salah satu ujung kabel diangker,

kemudian ujung lainnya ditarik ( ditarik dari satu sisi ). 2da pula yang

ditarik dikedua sisinya dan diangker secara bersamaan. Setelah

diangkur, kemudian saluran di grouting melalui lubang yang telah

disediakan. ( #ambar ).

0ahap : Setelah diangkur, balok beton menjadi tertekan, jadi gaya prategang

telah ditransfer kebeton. $arena tendon dipasang melengkung, maka

akibat gaya prategang tendon memberikan beban merata kebalok yang

arahnya keatas, akibatnya balok melengkung keatas ( gambar > ).

$arena alasan transportasi dari pabrik beton kesite, maka biasanya beton

prategang dengan sistem post*tension ini dilaksanakan secara segmental ( balok

dibagibagi, misalnya dengan panjang 1*1,- m ), kemudian pemberian gaya

prategang dilaksanakan disite, stelah balok segmental tsb. dirangkai.

$ehilangan #aya +rategang 2kibat Slip di +engangkuran

16


17/23

"al ini terjadi pada saat baja'kabel prategang dilepas dari mesin penarik

(dongkrak ) kemudian kabel ditahan oleh baji dipengangkuran dan gaya prategang

ditransfer dari mesin penarik ke angkur. esarnya slip pada pengankuran ini

tergantung pada type baji dan tegangan pada kabel prategang ( tendon ). Slip

dipengangkuran itu rata*rata biasanya mencapai %,- mm.

esarnya +erpanjangan 0otal 0endon :

L=

fc

ES 8

$ehilangan gaya prategang akibat slip : 2> Sratarata

L K 1!

Dimana : 2> : kehilangan gaya prategang akibat slip dipengangkuran.

L : deformasi pada angkur

fc : tegangan pada beton

5S: modulus elastisitas baja'kabel prategang

8 : panjang kabel.

Srata% : harga rata*rata slip diangkur

$ehilangan gaya prategang akibat pemindahan gaya dapat digambarkan seperti

gambar diagram dibawah ini :

17


18/23

#aris 2> adalah tegangan pada baja prategang ( tendon ) sebelum pengangkuran

dilaksanakan. #aris D adalah tegangan pada tendon setelah pengangkuran

tendon dilaksanakan. Disepanjang bentangan 8 terjadi penurunan tegangan pada

ujung pengangkuran dan gaya geser berubah arah pada suatu titik yang berjarak K

dari ujung pengangkuran. $arena besarnya gaya geser yang berbalik arah ini

tergantung pada koefisien geseran yang sama dengan koefisien geseran awal,

maka kemiringan garis D akan sama dengan garis 2 akan tetapi arahnya

berlawanan. +erpendekan total tendon sampai K adalah sama dengan panjang

penyetelan angker ( anchorage set ) d, sehingga kehilangan tegangan pada ujung

penarikan kabel dapat dituliskan sebagai berikut :

+s % 5+

d

X

Dimana : +s : gaya prategang pada ujung angkur

+s +H . e A ( +K Lx

18


19/23

+H : tegangan pada baja prategang diujung pengangkuran

8 : panjang bentang atau jarak yang ditentukan sepanjang kabel

(dengan asumsi kabel ditarik dari satu sisi saja)

$ : koefisien wabble

: koefisien geseran tendon

Lx : panjang tendon dari angkur sampai titik yang ditinjau

d : penyetelan angkur (2nchorage set)

5p : modulus elastisitas baja prategang

2.-. "$stem Prategang Pretens$#n

ethode ini baja prategang diberi gaya prategang dulu sebelum beton

dicor, oleh karena itu disebut pretension method.

2dapun prinsip dari +ratarik ini secara singkat adalah sebagai berikut :

19


20/23

0ahap 1 : Siapkan bekisting (formwork) yang telah lengkap dengan lubang

untuk kabel tendon (tendon duct) yang dipasang melengkung

sesuai bidang momen balok, setelah itu beton dicor (gambar - a)

0ahap % : Setelah beton di cor dan sudah bisa memikul berat sendiri,

tendon atau kabel prategang dimasukkan ke dalam 8ubang

0endong (tendon duct), selanjutnya ditarik untuk mendapatkan

gaya prategang. etode pemberian gaya prategang adalah dengan

cara mengikat salah satu angker, kemudian ujung angker lainnya

ditarik ( ditarik dari satu sisi ). tetapi ada pula yang ditarik dikedua

sisinya kemudiang diangker secara bersamaan. Setelah diangkur

kemudiang dilakukan grouting pada lubang angker tadi (gambar

- ).

0ahap : Setelah diangkur, balok beton menjadi tertekan, jadi gaya

konsentris telah ditransfer kebeton. $arena tendon dipasang

melengkung, maka akibat gaya konsentris tendon memberikan

beban merata kebalok yang arahnya keatas, akibatnya bentuk balok

melungkung keatas ( gambar - > ).

Setelah gaya prategang ditransfer kebeton, balok beton tsb. akan melengkung

keatas sebelum menerima beban kerja. Setelah beban kerja bekerja, maka balok

beton tsb. akan rata.

2.. (eh$langan ga/a 'ratekan langsung

20


21/23

$ehilangan gaya prategang itu adalah berkurangnya gaya yang bekerja

pada tendonpada tahap*tahap pembebanan.Secara umum kehilangan gaya

prategang dapat dijelaskan sebagai berikut :

7mmediate 5lastic 8osses

7ni adalah kehilangan gaya prategang langsung atau segera setelah beton diberi

gayaprategang. $ehilangan gaya prategang secara langsung ini disebabkan oleh :

+erpendekan 5lastic eton.

$ehilangan akibat friksi atau geseran sepanjang kelengkungan dari tendon,

ini terjadipada beton prategang dengan sistem post tension.

$ehilangan pada sistem angkur, antara lain akibat slip diangkur.

2.0. keh$langan ga/a 'rategang tergantung aktu

0ime dependent 8osses

7ni adalah kehilangan gaya prategang akibat dari pengaruh waktu, yang mana hal

inidisebabkan oleh :

Bangkak ( creep ) dan Susut pada beton.

+engaruh temperatur.

Belaksasi baja prategang.

$arena banyaknya faktor yang saling terkait, perhitungan kehilangan gaya

prategang ( losses ) secara eksak sangat sulit untuk dilaksanakan, sehingga banyak

dilakukan metoda pendekatan, misalnya metoda lump*sum ( 22S"0L ), +>7

method dan 2S>52>7 methods.

21


22/23

BAB III

PENUTUP

1.1. (es$m'ulan

Dengan mengkombinasikan antara beton dan baja dimana beton yang

menahan tekanan sedangkan tarikan ditahan oleh baja akan menjadi material yang

tahan terhadap tekanan dan tarikan yang dikenal sebagai beton bertulang

(reinforced concrete).eton 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.

+ada dasarnya ada dua macam metode pemberian gaya prategang pada beton

yaitu:

22


23/23

1. +ratarik (pre*tension method) cara kerja metode ini baja prategang diberi

gaya prategang dahulu sebelum beton dicor, oleh karena itu disebut pre*

tension method. Setelah gaya prategang ditransfer ke beton, balok beton

tersebut akan melengkung ke atas sebelum menerima beban kerja. Setelah

beban kerja bekerja, maka balok beton tersebut akan rata .

2. +asca tarik (post*tension method) pada metode pasca tarik, beton dicor

terlebih dahulu, dimana sebelumnya telah disiapkan saluran kabel atau

tendon yang disebut duck. $arena alasan transfortasi dari pabrik beton ke

site, maka biasanya beton prategang dengan sistem post*tension ini

dilaksanakan segmental (balok dibagi*bagi, misalnya dengan panjang 1*

1-, m), kemudian pemberian gaya prategang dilaksanakan di site, setelah

balok segmental dirangkai.

23

Tugas Beton Insan[1]

Documents

Transcript of Tugas Beton Insan[1]