komposit tegang

5/11/2018 komposit tegang

1/16

TAKAANNA MARGAkerjaan UmulTJ.


2/16

DAFfAR lSI

PENGANTARBABI : PENDAHULUAN1.1. Perkembangan Teknologi Prategang 31.2. J enis Struktur Prategang 51.3. Keunggulan dan Keterbatasan Beton Prategang ; 8BAB II : DASAR DASAR TEKNIS '2.1. Bahan ~ :................................. 152.2. Taraf Pembebanan 182.3. Tegangan Izin dan Kuat Rencana 19

BAB III : KEHILANGAN PRATEGANGAN3.1. Kehilangan Prategangan akibat Penggelinciran .. 233.2. Kehilangan Prategangan akibat Gesekan 243.3. Kehilangan Prategangan akibat Regangan ElastisBeton 263.4. Kehilangan Prategengan akibat Rangkak Beton.. 293.5. Kehilangan Prategangan akibat Susut Beton ....... 303.6. Kehilangan Prategangan akibat Relaksasi Baja.... 30

BABIV : TEGANGAN PADA BALOK4.1. Tegangan Efektlf Baja 334.2. Tegangan pad a Beton :........................................... 40BABV : PERENCANAAN BALOK STATISTERTENTU5.1. Sifat Dasar 455.2. Perencanaan Penampang Balok 535.3. Cantoh Perencanaan Balok 545.4. Perencanaan jika Momen Awal Besar 575.5. Cantoh Perencanaan dengan Momen AwalBesar 58

vii


3/16

BAB VI : BEBAN IMBANG BALOK6.1. Pengertian Behan Imbang 636.2. Pengaruh Beban Imbang pada Tumpuan 666,3. Perencanaan Dengan Konsep Beban Imbang 686.4. Contoh Perencanaan Balok Sederhana ,................. 706.5. Contoh Perencanaan Balok Tiga Tumpuan .......... 746.6. Contoh Perencanaan Balok Tiga Tumpuan TidakSimetris 786.7. Behan Imbang Balok Tidak Prismatis 866.8. Contoh Perencanaan Balok Tidak Prismatis 88

BABVII : BALOK PRATEGANG KOMPOSIT7.1. Sistim Kampasit........................................................ 1037.2. Perencanaan Balok Komposit 1077.3. Contoh Perencanaan Balok KompositSederhana 1097.4. Balok Komposit Menerus 1157.5. Contoh Perencanaan Balok Komposit Menerus .. 116

BABVIII : TEGANGAN GESER DAN PENAHAN GESER8.1. Pengurangan Tegangan Geser akibat GayaPrategang 1258.2. Contoh Perhitungan Tegangan Geser 1278.3. Penghubung Geser pada Balok Komposit 1298.4. Contoh Perhitungan Penghubung Geser 1308.5. Tegangan Geser pada Balok Komposit 1318.6. Contoh Perhitungan Tegangan Geser BalokKomposit 1328.7. Tegangan Disekitar Angkur 1348.8. Contoh Perhitungan Tulangan Geser DisekitarAngkur ;....................................... 138BAB IX : KEKUATAN BATASBETON PRATEGANG9.1. Momen Nominal Penampang Balok...................... 1419.2. Contoh Perhitungan Momen NominalPenampang Persegi Tanpa TulanganNanprategang 1449.3. Contoh Perhitungan Momen NominalPenampang Persegi Dengan tulanganNonprategang 1459.4. Contoh Perhitungan Moman Nominal BalokProfil _........................ 147

viii


4/16

BABX : SISTIM LANTAI PRATEGANG10.1 Arah Lantai Prategang 15310.2 Contoh Perencanaan Pelat Prategang Satu Arah 15610.3 Pelat yang Ditumpu Kolom 15810.4 Contoh Perencanaan Lantai Cendawan 160

BABXI : BALOK PRATEGANG SEGMENTAL DAN SISTIMPRATEGANG EKSTERNAL11.1 Konsep Balok Tumbuh :.......................... 16911.2 Perencanaan Balok Segmen 17411.3 Contoh Perencanaan Jembatan Kantilever 17511.4 Lay-out Kabel Melintang 18011.5 Beton Prategang Eksternal 181

ix


5/16

1.1 Perkembangan Teknologi PrategangGagasan pemberian prategang pada struktur

sudah lama berkembang pada pembuatan alat alattradisional seperti tanki air dari kayu yang dililit kawatatau tali, dan roda pedati. Pada kedua alat ini, kawatatau tali dililitkan dengan regangan yang kuat agarkayu kayu menjadi lebih rapat Ketika kawat atau talidililitkan sambil diregangkan, pada tali timbultegangan tarik dan pada kayu timbul tegangan tekan.Ketika tanki diisi air timbul tegangan tarik padadinding tanki yang melawan tegangan tekan yangsudah ada sedemikian hingga tegangan resultan masihtegangan tekan, Dengan demikian tanki tidak bocor,

r'- -~/- . J , . _ _/,"-J - _ _ _ . . . . .~ - _ - ;-. _ .,- _ . . . . .,-. _ . . . . .-,- _ . . . . .'- _ /

LlbelPrategaug

GAMBAR 1.1: Tong Air Dan Roda Pedaii

Pendahuluan I 3


6/16

Pemakaian beton prategang di Indonesia dimulaisejak dibangunnya [embatan Semanggi (1960)rnemakaisistim BBRV dan beberapa gedung dan jembatan lainsesudah itu. Pembangunan jembatan prategang dengansistim tanpa perancah di Indonesia dimulai pad apembangunan J embatan Rantau Berangin 1974.

Gagasan pemberian prategangan tekan pada betonsudah timbul pada akhir abad 19 tetapi gaga! dalampelaksanaan karena baja yang dipakai baja tulanganbias a sehingga prategangan yang diberikan sangatterbatas dan akan hilang ketika beton menyusut(timbul kehilangan prategang akibat susut). Dari sinitimbul gagasan pemakaian baja mutu tinggi danpemberian prategang setelah susut. Pada tahun 1928Freyssinet mulai menggunakan baja mutu tinggi untukbeton prategang.

Pada tahap tahap awal pelaksanaan selaludijumpai kesulitan dalam hal:

Pemberian prategangan Penjangkaran baja pada betonUntuk mengatasi kesulitan ini masing masing

pakar dari berbagai negara mengembangkanmetodenya sendiri dan meminta hak patent untuk itusehingga dalam industri konstruksi dikenal beberapanama .sistim prategang seperti :

BBRV Freyssinet Pillner Magnel VSL CCL dst

4 I Beton Pra ie gang


7/16

Mernasuki tahun 2000 pemakaian teknologiprategang sudah sangat Iuas meliputi:

Elemen pracetak seperti tiang listrik, balok,panil, pipa dan cangkang. Gabungan sistim beton bertulang dan betonprategang.

e Kabel unbounded dan prategang eksternal.. Sistim komposit dan pemberian prategang

bertahap. Pemberian prategang pada struktur lamauntuk meningkatkan beban layan.Namun untuk mengikuti perkembangan ini

konsep konsep perencanaan struktur beton prategangelementer perlu dikuasai lebih dulu. Konsep inimeliputi statika pemberian prategang dan pengaruhtegangan pada deformasi.1.2 Jenis Stmktur Prategang

Ditinjau dari waktu pemberian prategangan,struktur beton prategang dibedakan menjadi duamacam yaitu:

Sistim Pra Tarik (pre tension) yaitu jika bajatelah diregangkan sebelum beton dicetak.

.. Sistim Pasca Tarik (post tension) yaitu jikabaja diregangkan setelah beton dicetak danmengeras.

Dalam sistirn Pra Tarik, baja prate gangdiregangkan dan dijangkarkan pada suastu titik tetapsehingga rnembentuk posisi yang diinginkan. Jangkarjangkar antara dipasang sepanjang kawat untuk

Pendahuluan I 5


8/16

menjamin lekatan dan pemindahan tegangcm padabeton. Setelah beton mengeras ikatan kawat padatumpuan diputus sehinggabajaberusaha kembalipadaregangan semula sambilmemindahkan tegangan padabeton.Walaupun baja diregangkan sebelum betonmengeras, pemindahan gaya pada beton tetap terjadiketika beton telah eukup umur untuk menerimategangan.

GAMBAR 1.2: Pemberian Gaya PratarikSistim PraTarik mempunyai keuntungan karena

dapat digunakan untuk beberapa balok bersamaan jadisesuai untuk produksi massal. Kerugian dari sistimpratarik adalah pola letak kabel yang patah patah dankehilangan prategangan yang relatif besar.

- .~.. . . ,. . . .--- . . . . , .""-- . !

GAMBAR 1.3: Peregangan Kawat U ntuk Beberapa BalokBersamaan

Karena kabel Iurus, maka untuk mendapatkanlekatan yang eukup dan tidak terjadi slip, bajaprategang yang dipakai berbentuk kawat untaian.berdiameter keeil. Dengan kawat diameter kecil initeriadi keseimbangan antara gaya pada baja dan gayayang dipindahkan melalui lekatan.

6 I Beton Pra tegang


9/16

Pada sistim Pasca Tarik, sebelum beton dicetaklubang tempat baja prategang yang disebut tendontelah diletakkan lebih dulu sesuai posisi yangdirencanakan dan kemudian beton dicetak. Barusetelah beton mengeras baja prategang didalam ten-don diregangkan dan dijangkarkan pada ujung balok.Ketika gaya jangkar pada ujung balok bekerja, terjaditekanan pada beton. Agar terdapat kesatuan antarabaja dalam tendon dengan beton, maka lubang tendondiisi/diinjeksi dengan pasta semen (di grouting) sampaipenuh.Grouting dilakukan setelah baja diregangkandan dijangkarkan pada ujung balok.

GAMBAR 1.4: Balok Pasca TarikKeuntungan dari sistim pasca tarik adalah bentukpola kabel yang berubah kontinyu. tidak patah dandapat disesuaikan dengan kebutuhan. Kehilanganprategang juga relatif keeil karena kabel tidak perludiregangkan bersamaan. Karena harga tendon danjangkar ujung cukup mahal, diusahakan kabel kabelberada dalam satu atau dua tendon saja.Dalam posisinya sebagai bagian dari struktur,beton prategang dapat berbentuk elemen praeetak,yang dibuat dipabrik dan diangkut kelapangan untukdisambung dengan bagian struktur lain, dan dapat

Pendahuluan I 7


10/16

pula dibuat cetak ditempat, yaitu langsung bersatudengan bagian struktur penumpu. Beton prate gangkomposit adalah kombinasi antara beton prate gangpracetak dan beton prategang cetak ditempat.

GAMBAR 1.5: Beton Pra tegang Kompos itPada beton komposit ini baja prategang dapat

diletakkan pada bagian pracetak saja (ini yang seringterjadi ) tetapi dapat pula pada kedua duanya. Pilihantahap pemberian prategang ini bergantung padapertimbangan cara pelaksanaan, pengangkutan danbeban kerja pada masing masing tahap.1.3.Keunggulan dan Keterbatasan Beton Prategang

Dibanding dengan beton _bertulangbiasa, dalammemikul beban beban tarik atau beban lentur j betonprategang memiliki kelebihan karena gaya tekan yangdiberikan pad a beton akan memberi momenperlawanan atau gaya tarik perlawanan sehinggabeban sis a yang dipikul menjadi kecil, Dengandemikian ukuran penampang dapat dihemat.

8 I Beton Pra te gang


11/16

-[ F---==-~~J-X D [7

G ay ..prategangseutris

' ' '. ' . - _" -hasil nkilir-

GAMBAR 1.6: Balok Lentur D engan Perlaw anan Tekan

Tegnngau Iennu- periawanan teken . haeil aklurMIlIl!1lnU'

GAMBAR 1.7: Balok Lentur D engan Perlaw anan LenturDan Tekan

Dengan adanya perlawanan tekan atau lenturseluruh penampang beton menerima tegangan tekan.Ini berbeda dengan balok beton bertulang yangsebagianrnenerima tekandan sebagianmenerima tarikdimana bagian tarik tidak berfungsikarenaketerbatasan bahan beton menerima tegangan tarik.

Denganmemperhatikan perbedaan tegangan padapenampang, maka terdapat perbedaan momenperlawanan penampang beton bertulang dan betonpratekan untuk ukuran yang sarna yaitu :

Pendahuluan I 9


12/16

rBETON BERTULANGD.,~ ~~t Z-Q.7h

D -O .Sbfc 0.33 hM=Dz-O.l3bhft

. BETON PRATEGANG

Z-O.57h

IFO.Sbfc hM=Dz =O.2B bhfc

GAMBAR 1.8: Perb andingan Perlaw anan L enturTerlihat bahwa untuk ukuran penampang dan

mutu beton yang sarnabalok prategang dapat memilikiperlawanan lentur dua kali lebihbesar dari balok betonbertulang.

Keunggulan ini menyebabkan struktur betonprategang memerlukan penampang lebih kecil untukmemikul momen yang sarna. Dengan demikiandihasilkan struktur yang lebih ringan. Pada jembatanini akan mengurangi ruang bebas dan pada gedungbertingkat hal ini akan mengurangi tinggi bangunan ..

Selain itu karena beton prategang direneanakandengan tegangan tarik keeil atau tidak ada tegangantarik maka retak rambut akibat tarik juga tidak ada danini akan melindungi baja dari korosif karena pengaruhlingkungan.

Keterbatasan beton prategang adalah dayaperlawanan momen yang tidak dapat berubah tanda/arah sehingga tidak sesuai untuk bagian struktur yanggaya dalam lentur selaluberubah seperti balokbentang10 I Beton Pra te gang


13/16

keeil dengan beban hidup lebih besar dari beban matiatau bagian balok penahan gaya gempa atau angin.Beton prategang juga membutuhkan keeermatanyang tinggi dalam pelaksanaan sehingga memerlukantenaga kerja yang relatif lebih trampil dan terdidik.Mengingat keterbatasannya ini maka betonprategang dianjurkan untuk dipakai hanya pada : Jembatan bentang besar karena pada struktur

inibeban lalu lintas relatif lebih keeil dari beratsendiri struktur jembatan . Atap ben tang besar Gedung dengan struktur penahan gempamenggunakan dinding geser atau rangkakhusus, sehingga balok portal tidak memikulbeban gempa.

Agar didapat hasil yang maksimal struktur beton.prate gang hendaknya diraneang menggunakan betonmutu tinggi sehingga kemampuan tekan beton dapatdigunakan sepenuhnya. Sistim penjaminan mutu yangbaik juga dibutuhkan untuk beton kualitas tinggi danproses pemberian tegangan yang tepat.Keunggulan utama beton prategang dibandingbeton bertulang adalah dimensi yang lebih keeil dantidak terjadi retak rambut. Dengan demikian betonprategang sangat kompetitif untuk elemen praeetakbaik elemen keeil seperti sandaran dan kerb jernbatan,maupun elemen besar seperti balok, pelat dan tiang.Sistim pracetak sendiri memiliki keunggulan dalampenjaminan mutu dan waktu pelaksanaan konstruksi.

Pendahuluan I 11


14/16

2.1. BahanGuna menjamin efektifitas sistim prategang maka

rekayasa beton prate gang harus diikuti denganpemilihan dan pengawasan yang seksama mutu bahanyang digunakan.

Beberapa sifat fisik yang diperlukan untuk betonadalah

Mempunyai kekuatan tekan tinggi sehinggamampu memikul prategangan dan bebanyang bekerja. Kuat tekan beton fe minimaladalah 30mpa untuk beton pasea tarik dan 40mpa untuk beton pratarik.Nilai rangkak dan susut rendah agarkehilangan prategangan keeil.Daya lekat baik terutarna ul1tuk sistimpratarik.

Untuk rnemperoleh sifat yang diinginkan inipemilihan bahan beton seperti agregat, semen bahanpencampur serta perbandingan eampuran perluditakar dan dikaji dengan seksama. Demikian pulateknikpengadukan dan pemeriksaan mutu secara ketatperlu diterapkan.

Beberapa sifat fisik yang diperlukan untuk bajaadalah:

Digunakan baja dengan kuat tarik tinggi (high

Dasar-dasar Teknis I 15


15/16

tensile strength steel) Modulus elastisitas rendah Batas elastis tinggi Relaksasi rendah Tahan korosiBentuk baja prategang dapat dibagi atas tigabagian :1. Kawat (wire) : $2mm - 7mmbiasanyadigabung menjadi satu tendon terdiri dari8,12,14,16 kawat dengan atau tanpa inti.

Dipakai secara luas pada sistim pasca tarik,dalam cara penjangkaran dibedakan atas tipeBA (button anchorage) dan tipe WA (wedgeanchorage). Karakteristiknya diatur dalamASTM A 421.2. Tali (strand) : terdiri dad enam kawatdililitkan pada satu kawat membentuk sebuahtali yang dikenal dengan tali tujuh untaian(seven wire strand) . Tali ini digunakan untuksistim pratarik dan juga untuk sistim pascatarik.Untuk sistim pratarik dipakai tali diam-eter kecil dan untuk sistim puma tarik dipakaitali diameter lebih besar dan digabungkanmembentuk tendon multi strand.Persyaratanteknis untuk tali tujuh untaian ini diatur dalamASTMA4163. Batang (bars) terbuat dari baja dengan diam-eter besar ( 12mm - 60 mm) . Bentuknya adadua macam : licin (smooth bars) dan berulir(deformed bars) .Spesifikasi teknis pembuatanmenurut ASTM A 322.

16 I Beton Pra te gang


16/16

Tali tujuh untaian terdiri dari beberapa klas : 2S0-k grade atau 1/ ASTM grade" dengan nilaitegangan putus 250000 psi. 270-k grade dengan tegangan putus 270000psi Stabilized strand juga mempunyai teganganputus 270000 psi tetapi dibuat dengan prosesyang berbeda dengan 270-k grade. Tali inimempunyai angka relaksasi rendah. Dyform strand: Taliyang dijalin lebih mampat

dari normal sehingga diameter lebih kcil.Untuk diameter tali yang sarna tali ini akanrnempunyai kuat putus lebih tinggi dari talinormal.

GAMBAR 2 .1: Penam pang Tali Tujuh U ntaiTegangan putus Tegangan putus Tegangan Teganganminimum(psi) minimwn(psi) minimum pada minimum padaregangan 1% re angan 1%

Diameter TypeBA TypeWA TypeBA TypeWAnominal in0.192 250.000 200.0000.196 240.000 250000 192.000 200.0000.250 240.000 240.000 192.000 192.0000.276 235.000 188.000TABEL 2 .1: Tegangan Putus K aw at M enurut Astm A421

Dasa r-da sa r Teknis I 17

komposit tegang

Documents

cantoh perencanaan balok

perencanaan penampang

perencanaan balok segmen

balok prategang komposit7

tegangan pada balok4

pemakaian beton prategang

pada tahun

tegangan efektlf baja