beton prategang sipil 2011
Post on 25-Oct-2015
1.106 Views
Preview:
TRANSCRIPT
BETON PRATEGANG
OlehOleh::
Drs. Ir. Andi Indianto, MT.Drs. Ir. Andi Indianto, MT.
D4 JALAN TOLD4 JALAN TOL
TEKNIK SIPIL - PNJTEKNIK SIPIL - PNJ
Jakarta, 2010Jakarta, 2010
MATERI1. PENGANTAR BETON PRATEGANG2. SNI. UTNUK BETON PRATEGANG 3. MACAM-MACAM KONSTRUKSI BETON PRATEGANG4. INTERNAL DAN EKSTERNAL PRESTRESSING5. TRACE KABEL LURUS DAN MELINGKAR6. PRETEGANG SEBAGIAN DAN PENUH7. SISTEM PRATEGANG DAN PENJANGKARAN8. KONSEP DASAR BETON PRATEGANG9. DESAIN PENAMPANG BETON PRATEGANG10. DAERAH AMAN KABEL11. LEBAR MANFAAT BALOK T 12. PENENTUAN GAYA PRATEGANG .13. PENENTUAN DIA. KABEL, SELONGSONG, TYPE ANGKUR DAN
TYPE DONGKRAK.14. KONTROL PENAMPANG BETON15. LOSS OF PRESTRESS16. KONTROL GESER TUMPUAN17. TULANGAN END ZONA18. KONTROL LENDUTAN
BUKU ACUAN
1. Desain struktur beton prategang : TY lin2. Beton prategang : N Krisna Raju3. Prestressed Concrete : Edward G. Nawy4. Perencanaan Beton Struktural : BMS 19925. Perencanaan struktur beton untuk jembatan: SNI
20026. Ekternal prestressing in Bridges, Antoine Naaman
Teknologi beton Teknologi beton barubaru
Beton mutu tinggi&
Beton berkinerja tinggiDapat diproduksi dan digunakan untuk scala
proyek yang besar
Perlu penelitian teknologi beton yang terus menerus
Berbagai macam eksperimen tentang
Proses produksidesignKonstruksi di lapangan
PENGANTAR BETON PRATEGANG
High Performance Concrete
For contractorsFor contractors
suitable workability and pumpability
high early strength
For structural designersFor structural designers
high or very high strengthlow creep and shrinkage
For ownersFor owners
water tight/Kedap airsulphate resistancelow chloride penetrationlong term durability
The Advantages of The Advantages of using High using High
Performance Concrete Performance Concrete for heavy construction for heavy construction
such as high-rise such as high-rise buildings and long buildings and long
span bridgesspan bridges
can reduce generally can reduce generally the dimension of the dimension of concrete section, concrete section, then make lighter then make lighter and more slender and more slender structurestructurehigh early strength high early strength can induce shorter can induce shorter time of constructiontime of construction
better durability / better durability / daya tahandaya tahan
Most structures in Indonesia Most structures in Indonesia that first require high that first require high strength concrete in the past strength concrete in the past were the were the prestressed prestressed concrete structuresconcrete structures, in , in particular for the construction particular for the construction of of fly-overfly-over and and bridgesbridges..
Semanggi Fly-over Jakarta
1962
Rajamandala BridgeCianjur, West
Java1979
Rajamandala BridgeCianjur, West
Java1979
Cawang – Tj. Priok – Pluit – Grogol 1996
Cawang – Tj. Priok – Pluit – Grogol 1996
Barelang BridgeRempang-Galang, Batam (East of Sumatra) 1998
Barelang BridgeRempang-Galang, Batam (East of Sumatra) 1998
Prince EdwardCanada 1998
15
High strength concrete
fc’ = 100 MPa
Better resistance against very cold water.
Faster realization.
Better durability / daya tahan
Better performance for under water concreting.
17
| 21
JEMBATAN SURAMADUSurabaya 2002
Sisi SurabayA Sisi Madura
Causeway
1.458 m
36 Bentang
Appr.Bridge
672 m
9 span( CIC )
Appr. Bridge
672 m
9 span( CCC )
Main Bridge
818 m
3 span( CCC )
Causeway
1.818 m
45 Bentang
Main Span (21 Bentang)
Panjang Total (5.438 m)Jalan Pendekat
4,35 km
Jalan Pendekat
11,50 km
EXECUTIVE SUMMARY REPORT APRIL 2008
Concrete Mix Trial of Pylon - Suramadu Bridge Project
JMF for Pylon
Strength 28 days : 63.2 MPa (K600)
W / C ratio: 0.3
Fine agg % : 35 %
Cement : 315 kg/m3
Fine aggregate : 830 kg/m3
Coarse aggregate : 1013 kg/m3
Water : 145 kg/m3
Mineral adm. : Fly ash (169 kg/m3)
Chem. Admixture : retarding (0.15%) + Super plasticizer (1.2%)
Slump : 200 mm
Unit weight : 2460 kg/m3
Workability : no bleeding & segregation, good cohesiveness
Initial & Set time : 10 hours & 15 hours
MAIN BRIDGE
Construction of Middle Cross Beam P46
|
Kuat Tarik & Kuat Tarik Lentur
Kuat tarik langsung dari beton, fct, bisa diambil dari ketentuan:
0,33 fc’ MPa pada umur 28 hari, dengan perawatan standar; atau Dihitung secara probabilitas statistik dari hasil pengujian.
Kuat tarik lentur beton, fcf, bisa diambil sebesar
0,6 fc’ MPa pada umur 28 hari, dengan perawatan standar; atau Dihitung secara probabilitas statistik dari hasil pengujian.
SNI 2002 TENTANG BETON PRATEGANG
Material property
BETONModulus elastisitas : Ec boleh diambil sebesar 4700fc’, (MPa )
Atau '5,1 043,0 ccc fwE
Angka Poisson : , 0,2
Massa Jenis : 2400 kg/m3
Koefisien muai panas : 10 x 10-6 per 0C,
BAJA TULANGAN NON PRATEGANG Modulus elastisitas baja tulangan : Es = 200.000 MPa
Koefisien muai panas : 12 x 10-6 per oC
BAJA TULANGAN PRATEGANGMODULUS ELASTISITAS Ep. untuk kawat tegang-lepas : 200 x 103 MPa; untuk strand tegang-lepas : 195 x 103 MPa; untuk baja ditarik dingin dengan kuat tarik tinggi :170 x 103 MPa;
KUAT TARIK LELEH EKIVALEN / TEGANGAN LELEH fpy. fpy kawat baja prategang : 0,75 fpu fpy strand dan tendon baja bulat:0,85 fpu.
TEGANGAN IJIN PADA KONDISI BATAS DAYA LAYAN fpe. fpe tendon pasaca traik, pada jangkar dan sambungan,setelah
penjangkaran : 0,70 fpu fpe kondisi layan : 0,60 fpu.
TEGANGAN IJIN PADA SAAT TRANSFER GAYA PRATEGANG fpI. fpI = 0,94 fpy. Dan lebih kecil dari 0,85 fpu.
SELIMUT BETON PADA TENDON DAN SELONGSONG
Tendon dengan sistem pra tarik , minimum 2 kali diameter tendon, tidak harus lebih besar dari 40 mm.
Selongsong sistem pasca tarik minimum 50 mm dari permukaan selongsong ke bagian bawah komponen dan 40 mm pada bagian lain.
Ujung tendon pasca tarik atau perlengkapan angkur harus diambil 50 mm.
Selimut Beton Berdasarkan Diameter TulanganPada Beton Prategang
MACAM-MACAM KONSTRUKSI BETON PRATEGANG
Konstruksi beton prategang : konstruksi beton yang diberikan tegangan awal untuk melawan tegangan akibat beban kerja
Konstruksi beton prategang akan efektif jika digunakan untuk menahan beban dalam satu arah; seperti:
- Girder Jembatan- Balok lantai bangunan gedung- Pelat lantai - silo
INTERNAL DAN EKSTERNAL PRESTRESSINGKabel / tendon prategang dapat dipasang diluar balok atau didalam balok.
Dalam balok disebut : Internal prestressing
Diluar balok disebut: Eksternal prestressing
Internal prestressing
INTERNAL DAN EKSTERNAL PRESTRESSING
Eksternal prestressing
BONDED DAN UNBONDED TENDON Kabel Internal prestressing dapat dipasang terikat (bonded) dengan
beton atau lepas dengan beton (unbonded). Kabel eksternal prestressing dipasang lepas dengan beton (unbonded).
Bonded : KABEL / TENDON MELEKAT PADA BETON. Pratekan sistem pratarik selalu bonded. Pada SISTEM PASCA TARIK, agar kabel bonded dengan beton dilakukan grouting setelah kabel ditarik.
UnBonded : KABEL / TENDON tidak MELEKAT PADA BETON. Pada SISTEM PASCA TARIK, agar kabel Unbonded dengan beton maka tidak dilakukan grouting ..
PrestressInternal
Eksternal
Bonded
Un Bonded
Un Bonded
TRACE KABELTrace kabel prategang dapat dibuat lurus, segitiga, trapesium dan
melingkar/parabolic
Internal Prestressing
Parabolik
Segitiga
Trapesium
Eksternal Prestressing
Model Parabolik
Segitiga
Trapesium
Lurus
PRETEGANG SEBAGIAN DAN PENUH PRATEGANG PENUH:
Semua tegangan tarik yang terjadi pada struktur ditahan oleh tendon/kabel, tulangan yang ada hanya difungsikan sebagai penahan retak dan susut
PRATEGANG SEBAGIAN:
Tegangan tarik yang terjadi pada struktur ditahan oleh tendon/kabel dan tulangan longitudinal.
SISTEM PRATEGANG DAN PENJANGKARAN
Pemberian tegangan tekan pada penampang beton dilakukan dengan memberikan gaya tarik pada kabel / tendon.
Gaya tarik pada kabel ditransfer ke penampang beton menjadi gaya tekan melalui angkur yang ditahan oleh cover plate
Penarikan kabel dapat dilakukan sebelum beton dicor ( pratarik) ( pretensioning) atau setelah beton dicor ( Pascatarik) ( postensioning)
Penarikan kabel dapat dilakukan dengan cara Mekanis, Hidrolis, dan termal Listrik..
Penyebaran gaya dari cover plate angkur ke beton
Gaya tarik KabelOleh dongkrak
Gaya tekan pada angkur
Cover plate
Angkur
Kabel / Tendon
Beton
PEMBERIAN GAYA PRATEGANGPEMBERIAN
GAYA PRATEGANG
SEBELUM BETON DICOR / PRATARIK /
PRETENSIONING
SESUDAH BETON DICORPASCA TARIK /
POSTENSIONING
-Beton di cor, ditengahnya
diberi lubang tendon
-Ditunggu hingga mengeras-Diberi tendon-Dipasang angkur-Tendon ditarik
PENARIKAN KABELDENGAN MUR
PENARIKAN KABELDENGAN DONGKRAK HIDROLIS
PENARIKAN KABELDENGAN TERMO LISTRIK
KONSEP DASAR BETON PRATEGANG
KONSEP DASAR BETON PRATEGANG
KONSEP DASAR BETON PRATEGANG
KONSEP DASAR BETON PRATEGANG
PERHITUNGAN GIRDER BETON PRATEGANG
1 Pembebanan Kondisi Awal2 Pembebanan Kondisi Akhir3 Penentuan Gaya Prategang4 Penentuan Ukuran Cover Plate5 Kontrol Kehilangan tegangan6 Kontrol geser tumpuan7 Tulangan end zone
Potongan Lintang jembatan
DESAIN Penampang Girder
Penampang Girder Ujung
Penampang Girder Tengah
bw
DAERAH AMAN KABEL bm
KONDISI AWAL KONDISI AKHIR
Girder Girder
Plat lantai
ka
kbCgc awal
Cgc akhir
ka
kbe1
e
e1 : untuk mendapatkan daya layan max
P
P.e = Mdl + MllTeori Load Balancing
PENENTUAN GAYA PRATEGANG DAN DIAMETER KABEL
KONDISI AWAL di tengah bentang : beban yang diperhitungkan : DL dan Pi MPi = Pi x e
IxWa
yaIx
Wbyb
DLMDL
M
Wa
Pie1
e
cgcka
kb
ya
yb
DLMDL
M
Wb
Pi
Pi
Ac
Pi
Pi
Ac
piMpi
M
Wa
piMpi
M
Wb
,
0,6 fc
,
0,25 fc
Pi didapatkan, Ø kabel didapatkan, Ø selongsong didapatkan,Tipe angkur didapatkan, Tipe dongkrak didapatkan.
TABEL TENDON
TABEL TENDON
TABEL ANGKUR DAN SELONGSONG
TABEL DONGKRAK
Tegangan di tengah bentang Kondisi pengecoran plat lantai :
beban yang diperhitungkan : DLgirder, DL lantai , beban peralatan dan Pe1
MPe1 = Pe1 x e IxWa
ya
IxWb
yb
Pe1 = Pi x (1-loss)Loss = ± 8 %
KONTROL TEGANGAN PADA SAAT LANTAI DI COR
MLt = Momen akibat berat lantai jembatan dan peralatan diatasnya
DLMDL
M
Wa
Pe1e1
e
cgcka
kb
ya
yb
DLMDL
M
Wb
1
1Pe
Pe
Ac
1
1Pe
Pe
Ac
11
peMpe
M
Wa
11
peMpe
M
Wb
,
0,45 fc
LtMLt
M
Wa
LtMLt
M
Wb
lantai
Tegangan di tengah bentang KONDISI AKHIR :
beban yang diperhitungkan : DLgirder dan lantai , beban Hidup dan Pe
MPe = Pe x e IxWa
ya
IxWb
yb
Pe = Pe1 x (1-loss)Loss = ± 7 %
KONTROL TEGANGAN PADA SAAT BEBAN HIDUP BEKERJA
MLL = Momen akibat beban hidup P dan q
DLMDL
M
Wa
DLMDL
M
Wb
Pee1
e
cgcka
kb
ya
yb
Pe
Pe
Ac
Pe
Pe
Ac
peMpe
M
Wa
peMpe
M
Wb
,
0,5 fc
LLMLL
M
Wa
LLMLL
M
Wb
,
0,45 fc
Kontrol Penampang BetonDiagram tegangan pada beton prategang murni
Untuk beton biasa :
Mu
'1
'1
30 0,85
30 0,65
0,8
c
c
f MPa
f MPa
Mu Mn
Kontrol Penampang Beton Diagram tegangan pada beton prategang penampang T
LOSS OF PRESTRESSKehilangan tegangan pada kondisi awal:a. Penyusutan/pemendekan betonb. Slip angkurc. Gesekan tendon / kabel
Kehilangan tegangan pada kondisi akhir:d. Rangkak betone. Relaksasi baja
Data yang diperlukan: Pi, Ap, Ec, Pi, t(umur beton, min. 28 hari)
a. Penyusutan/pemendekan beton
5
10
200 10
log 2
xloss
t
Pi
Pi
Ap Kehilangan tegangan = loss x Ec
loss x EcProsentase kehilangan tegangan = 100%
Pi
x
Data yang diperlukan: Pi, Ap,Pi, Es, LSlip angkur (Δ) umumnya antara 3 ~ 5 mm ( 0,3 ~ 0,5 cm )
b. Slip Angkur
.Prosentase kehilangan tegangan = 100%
.Pi
Esx
L
c. Gesekan Tendon / Kabel
Data yang diperlukan: Pi, Ap, Po, Po, , (dalam radian) e=2,7183= 0,18 ~0,3 ( tergantung tingkat kekasaran selongsong)K= 0,15 per 100 m panjang tendony= 2 e (tendon parabolik )
0,85
PiPo
Po py
Pof
Ap
.
57,30
yinv tg
x rad
Kehilangan tegangan = Po - Px
-Prosentase kehilangan tegangan = 100%
Po Pxx
Po
d. Rangkak Beton
Data yang diperlukan: Es, Ec, Øcc, Pi, Ap ,fc ( tegangan akhir beton), fp1(tegangan tendon)
e
Es
Ec Kehilangan teg. (loss) = (Øcc . fc . e ) 1 1-
Pifp loss awal
Ap
( . . )Prosentase kehilangan tegangan = 100%
1ecc fc
xfp
e. Relaksasi Tendon
Kehilangan tegangan sebagai akibat dari susut dan rangkak beton
1 1- Pi
fp loss awalAp
Data yang diperlukan: K4 = koefisien waktu / umur konstruksiK5 = Koefisien tegangan bajaK6 = Koefisien tenperaturRb = Relaksasi dasarj = umur konstuksi / umur rencana ( hari)
4. 5. 6.Rt K K K Rb
1,64 log 5,4K xj
fpK5=1~1,7 jika =0,70 maka K5=1
fp'
fp jika =0,85 maka K5=1,7
fp'
6 , dimana T = suhu setempat20
TK
Rb = 2% untuk tendon
= 1% untuk kawat
Δfc = kehilangan tegangan akibat susut dan rangkakfp1 = Tegangan setelah transfer gaya prategangfp = tegangan yang terjadi pada tendon pada kondisi layanfp’ = tegangan izin tendon pada kondisi layan
Prosentase kehilangan tegangan = Rt 100%1
fcx
fp
6 Kontrol geser tumpuan
.y
inv tgx
y=± 2 e (tendon parabolik )R=reaksi perletakan akibat DL dan LLPv=gaya geser akibat tendonVc= gaya geser pada penampang ujungAgc=Luas penampang beton keseluruhand=h, jika tidak terjadi teg. tarik pada pen. Beton ujung
.sinPv Pe Vc R Pv
'' 1 . . .
14. 6
fcPhVc bw d
Agc
bw
d
Pen. ujung
Persyaratan : Jika Vc >Vc’, maka perlu tulangan penahan geser Jika Vc <Vc’, maka tidak perlu tulangan penahan geser
'Vs Vc Vc . .Av fy dVs
s
1 .min . .
3
bw sAv
fy
KONTROL GESER TUMPUAN'
. .6
cc w
fV b d
.u nV V Vn = Vc + Vs 0.7geser
s
dfAV yv
s Untuk sengkang
s
dfAV yv
s
)cos(sin Untuk tulangan miring
2 ' .
3s cV f bw dVs = Vn - Vc Jika tidak perbesar penampang
'12max
1S atau 600mm jika .
3s cd V f bw d
'14max
1S atau 300mm jika .
3s cd V f bw d
1
3w
vy
b sA
f
7. Tulangan end zone Untuk menghindari pecahnya beton akibat
tekanan cover plate ankur, maka diperlukan tulangan pada daerah ankur ( tul end zona)
Tegangan ijin beton harus lebih kecil dari Pi / Luas Cover plate, Tual end zona praktis.
Jika Pi / A cover plate > dari tegangan ijin beton maka harus dipasang tulangan end zona teoritis, dimana gaya sisa ditahan oleh tul long, dan tul long diikat dengan sengkang, sepertihalnya confined pada kolom
LENDUTAN
BATAS LENDUTAN
NILAI LENDUTAN
BEBAN LAYANBEBAN MATIKONDISI1
300lawan lendutanO l 1800lendutan l
h
L
L : jarak antara dua perletakan
LENDUTAN BALOK DIATAS DUA PERLETAKAN3 4. 5. . . .
Lendutan = 48. 384.
P l q l St Momen P
EI EI EI
top related