Analisa Perhitungan Ketebalan Minimum Kubah

BAB IV APLIKASI PERENCANAAN

4.6 Analisa Perhitungan Ketebalan Minimum Kubah

Sesuai dengan persamaan 3.13 maka ketebalan minimum kubah dapat dikeroksi terhadap ketebalan rencana yaitu :

Min hd Jari-jari kubah a _{= 42.5 m} = a

�

1.5�� _��_��_� Tekanan ultimate (Pu =

[

1.2 {2π ( 42.5) ) = (1.2 D + 1.6 L )/144 2 x ( 360)x (1-cos 28.070 )} + 1.6 {2π ( 42.5)2 x ( 70)x (1-cos 28.070 = 5040.569 kg )}

]

/144

Faktor kekuatan reduksi � = 0.65

Faktor reduksi tekuk pada bentuk permukaan bola akibat ketidaksempurnaan�Ri

�Ri = (a/ri) 2 r i ≤ 1.4 a maka ri �Ri = 1.4 (42.5) = 59.5 = (a/ri)2 = (42.5/59.5)2

Faktor reduksi tekuk untuk material isotropis�Rc

= 0.51 �Rc �Rc < 0.53 gunakan 0.52 E = 0.52 c = 38236.762 x 10 = Modulus Kekuatan Beton = 5700 √fc′ = 5700 √45 = 38236.762 Mpa

Jadi ketebalan minimum h Min h d d h = 42.5

�

1.5(5040 .569) (0.65)(0.51)(0.52)(38236 .762)�105

d h = 0.145 meter d = 0.15 meter =150 mm

Tabel 4.1 Perencanaan Balok Tepi dengan Variasi Radius Kubah Nϕ ( Akibat wd) Nϕ ( Akibat wl) NӨ ( Akibat wd) NӨ ( Akibat wl) Nϕ total NӨ total

aWd/(1+cosϕ) Wla/2 aWd{(1/1+cosϕ)- cosϕ} Wla/2 * cos2 ϕ a{Wd/(1+cos+Wl/2} ϕ) aWd{(1/1+cosϕ)- cosϕ}- Wla/2 * cos 2ϕ 2032.851064 557.34 -1330.297736 312.1104 2590.191064 1642.408136 2710.468085 743.12 -1773.730315 416.1472 3453.588085 2189.877515 3388.085106 928.9 -2217.162894 520.184 4316.985106 2737.346894 4065.574468 1114.645 -2660.511932 624.2012 5180.219468 3284.713132 4743.191489 1300.425 -3103.944511 728.238 6043.616489 3832.182511 8138.297872 1487.5 -5325.702128 833 9625.797872 6158.702128 9147.638298 1671.985 -5986.214502 936.3116 10819.6233 6922.526102 10164.06383 1857.765 -6651.36337 1040.3484 12021.82883 7691.71177 11180.24043 2043.4995 -7316.349334 1144.35972 13223.73993 8460.709054 12196.7234 2229.29 -7981.535796 1248.4024 14426.0134 9229.938196 13213.34043 2415.105 -8646.809974 1352.4588 15628.44543 9999.268774 Diameter dasar (m) Jari-jari

kubah (m) Ketebalan ϕ sin ϕ cos ϕ cos2 ϕ ϕ

W 2πR^2 Wd (1-cosϕ) 15 15.924 0.1 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 59238.89125 20 21.232 0.1 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 105313.5845 25 26.54 0.1 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 164552.4757 30 31.847 0.1 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 236940.6848 35 37.155 0.1 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 322505.4921 40 42.5 0.15 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 585311.7 45 47.771 0.15 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 739499.7142 50 53.079 0.15 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 912966.4323 55 58.3857 0.15 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 1104643.975 60 63.694 0.15 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 1314638.638 65 69.003 0.15 28.07 0.471 0.88 0.56 28.07 1542926.687

(NӨ –μ Nϕ) /t (d(Nϕ Cos ϕ ))/2 P A A (Pakai) Inersia Elastisitas Beton EI/p m2 m2 m Kg/m 4 Kgm 2 2 11243.69923 17095.26102 17221.753 0.009 0.01125 2.10938E-05 3823676242 856.2173112 14991.59898 30391.57515 30634.570 0.016 0.02 6.66667E-05 3823676242 2029.552145 18739.49872 47486.83617 47962.387 0.025 0.03125 0.00016276 3823676242 3963.969034 22486.69238 68378.89698 69202.246 0.037 0.045 0.0003375 3823676242 6849.73849 26234.59213 93071.69394 94381.783 0.050 0.0525 0.000535938 3823676242 9323.255167 28223.61702 169414.0426 171982.276 0.091 0.125 0.002604167 3823676242 39639.69034 31724.00962 214228.5413 217885.796 0.115 0.1375 0.003466146 3823676242 46898.15808 35248.97336 264480.2343 269506.600 0.143 0.18 0.0054 3823676242 65757.4895 38773.0738 320014.5062 326717.059 0.173 0.195 0.006865625 3823676242 76004.42153 42298.23677 380846.7539 389565.231 0.206 0.21 0.008575 3823676242 87017.04822 45823.8646 446973.5392 458079.883 0.242 0.245 0.010004167 3823676242 93710.66732

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Jari-Jari Kubah Dengan Kekakuan EI/p 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 0 10 20 30 40 50 60 70 EI /p Jari-jari ( R)

HUBUNGAN JARI-JARI KUBAH DENGAN

EI/p

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

5.3 Kesimpulan

Dari uraian yang telah dikemukan melalui analisa perhitungan pada bahasan sebelumnya, maka penulis dapat menyimpulkan bahwa:

1. Pada analisis perencanaan balok tepi yang dilakukan penulis menunjukkan bahwa desain balok tepi dipengaruhi faktor utama perencanaan yaitu radius rencana atap lengkung (dome).

2. Perencanaan kubah sederhana (spherical dome) sangat dipengaruhi oleh besar gaya meridional (Nϕ) dan besar gaya tangensial/gaya melingkar (NӨ), dimana gaya-gaya tersebut tergantung terhadap sudut semi sentral (ϕ) yang terjadi dan besar pembebanan yang terjadi.

3. Besar gaya meridional dan gaya melingkar (gaya tangensial) berperan penting untuk perencanaan balok tepi prategang yang mengalami desak dari gaya-gaya tersebut.

4. Metode prategang pada balok tepi serta mutu kawat yang digunakan pada perencanaan balok tepi ini akan mempengaruhi besar kehilangan yang terjadi perencanaan balok tepi tersebut.

5. Grafik hubungan antara radius dengan EI adalah linear menunjukkan bahwa semakin besar radius kubah maka dimensi balok tepi akan semakin besar sehingga kekakuannya juga semakin besar

5.2 Saran

1. Pendimensian atap lengkung jenis kubah sederhana (spherical dome) dengan analisa prategang senantiasa memperhatikan gaya meridional dan gaya tangensial yang terjadi, karena kedua gaya tersebut mengacu terhadap dimensi struktur badan dan penyokong pada kubah tersebut yaitu salah satunya balok tepi.

2. Setiap perencanaan yang dilakukan pada sebuah balok harus memperhatikan metode perencanaan. Metode perencanaan pratarik ( pre-tension) dan pasca tarik

(post- tension) sangat mempengaruhi besar kehilangan pada perencanaan

BAB II

STUDI PUSTAKA

2.1 Teori Dasar Beton Prategang

Menurut ACI (American Concrete Institute) Beton prategang adalah beton yang mengalami tegangan internal dengan besar dan d i s t r i b u s i s e d e m i k i a n r u p a s e h i n g g a d a p a t m e n g i m b a n g i s a m p a i b a t a s t e r t e n t u tegangan yang terjadi akibat beban eksternal. Dapat ditambahkan bahwa beton prategang, dalam arti seluas-luasnya, dapat j u g a t e r m a s u k k e a d a a n ( k a s u s ) d i m a n a t e g a n g a n - t e g a n g a n y a n g d i a k i b a t k a n o l e h regangan-regangan internal diimbangi sampai batas tertentu, seperti pada konstruksi yang melengkung (busur). Tetapi dalam tulisan ini pembahasannya dibatasi dengan beton prategang yang memakai kawat baja yang ditarik dan dikenal sebagai tendon.

Pada awalnya, timbulnya retak pada beton bertulang yang disebabkan ketidak cocokan ( non compatibility) dalam regangan – regangan baja dan beton barangkali merupakan titik awal dikembangkannya suatu material baru seperti beton prategang. Disamping itu keuntungan yang ditimbulkan adalah dapat dipakai untuk bentang yang ukurannya lebih panjang karena dapat mengatur defleksinya.

2.2 Metode Prategang

Untuk memberikan tekanan pada beton prategang diakukan sebelum dan sesudah beton dicetak atau dicor. Kedua kondisi tersebut membedakan sistem prategang yaitu pre-tensiaon (pratarik) dan post- tension ( pascatarik)

2.2.1 Pratarik

Pada cara ini, tendon pertama-tama ditarik dan diangkur pada abutmen tetap. Beton dicor pada cetakan yang sudah disediakan dengan melingkupi tendon yang sudah ditarik tersebut. Jika kekuatan beton sudah mencapai yang disyaratkan maka tendon dipotong atau angkurnya dilepas. Pada saat baja yang ditarik berusaha untuk berkontraksi, beton akan tertekan. Pada cara ini tidak digunakan selongsong tendon.

Berikut ini adalah langkah pembuatan beton pratarik.

Langkah 1. Kabel ditegangkan pada alat pembantu ( Gambar 2.1a)

Langkah 2. Beton dicor ( Gambar 2.1b)

Langkah 3. S e t e l a h b e t o n m e n g e r a s ( u m u r c u k u p ) b a j a d i p u t u s p e r l a h a n - l a h a n , tegangan baja ditransfer ke beton melalui transmisi baja ( Gambar II.1c)

Gambar 2.1 Proses Pembuatan Beton Prategang Pratarik. a) Beton ditarik dan diangkur b) Beton dicor dan dibiarkan mengering c) Tedon dilepas, gaya tekan ditransfer ke beton.

2.2.2 Pascatarik

Dengan cetakan yang sudah disediakan, beton dicor di sekeliling selongsong (ducts). Posisi selongsong diatur sesuai dengan bidang momen dari struktur. Biasanya baja tendon tetap berada di dalam selongsong selama pengecoran. Jika beton sudah mencapai kekuatan tertentu, tendon ditarik. Tendon bisa ditarik di satu sisi dan di sisi yang lain diangkur. Atau tendon ditarik di dua sisi dan diangkur secara bersamaan. Beton menjadi tertekan setelah pengangkuran.

Berikut ini adalah langkah pembuatan beton pasca tarik.

Langkah 1.Beton di cor dan tendon diatur sedemikian dalam sheat, sehingga tidak ada lekatan antara beton dan baja. ( Gambar 2.2a)

L a n g k a h 2 . T e n d o n d i t a r i k p a d a s a l a h s a t u / k e d u a u j u n g n y a d a n m e n e k a n b e t o n langsung. ( Gambar 2.2b)

L a n g k a h 3 . S e t e l a h t e n d o n d i t a r i k , k e m u d i a n d i j a n g k a r k a n p a d a u j u n g - u j u n g n y a . P r a t e g a n g d i t r a n s f e r k e b e t o n m e l a l u i j a n g k a r u j u n g t e r s e b u t . J i k a diinginkan baja terekat pada beton, maka langkah selanjutnya adalah grouting (penyuntikan) pasta semen ke dalam sheat. ( Gambar II.2c)

Gambar 2.2 Proses Pembuatan Beton Prategang Pascatarik a) Beton dicor b) tendon ditarik dan gaya Tekan ditransfer c) Tendon diangkur dan di- grouting

2.3 Baja Prategang

Salah satu bahan yang sangat vital dalam desain struktur prategang adalah baja mutu tinggi. Baja mutu tinggi merupakan bahan yang umum untuk menghasilkan gaya prategang dan mensuplai gaya tarik pada beton prategang. Baja prategang dapat berbentuk kawat-kawat tunggal (wire), strands yang terdiri atas beberapa kawat yang dipuntir membentuk elemen tunggal dan batang-batang bermutu tinggi (bar). Ada tiga jenis baja prategang yang umum digunakan, yaitu :

a. Kawat-kawat (wire) relaksasi rendah atau stress-relieved tak berlapisan b. Strands relaksasi rendah atau stress-relieved strands tak berlapisan c. Batang-batang baja mutu tinggi tak berlapisan (bars)

2.4 Kehilangan Untuk Beton Prategang

Prategang efektif pada beton mengalami pengurangan secara berangsur-angsur sejak dari tahap transfer akibat berbagai hal disebut sebagai kehilangan. Pada umumnya sumber kehilangan prategang dapat dibedakan 2 (dua) bagian besar, tergantung dari waktu terjadinya, yaitu kehilangan jangka waktu pendek (immediate

losses of prestress) dan kehilangan jangka waktu panjang (long term losses of prestress).

a. Kehilangan jangka waktu pendek (immediate losses of prestress) dapat dibedakan sebagai berikut:

 Pada sistem pratarik (pre-tensioning) berupa :  Deformasi elastis pada beton.

 Pada sistem pasca tarik (post-tensioning) berupa :

 Deformasi elastis pada beton jika tendon ditegangkan (ditarik) secara berurutan. Jika tendon ditarik secara bersamaan, maka kehilangan akibat deformasi elastis beton tidak akan terjadi.

 Gesekan dalam saluran tendon disebabkan oleh :

 Gesekan fisis yang normal terjadi antara dua benda yang bergeser, dalam hal ini tendon yang bergerak terhadap dinding saluran yang diam, terutama pada bagian lengkung.

 Melendutnya letak saluran tendon (tidak tepatnya tracee saluran), biasanya disebut dengan ”Wobble-effect”.

 Adanya karat (korosi) pada tendon dan dinding saluran tendon yang terbuat dari baja.

 Kemungkinan adanya spesi beton yang masuk (bocor) dalam saluran tendon.

 Kebersihan saluran.

 Pergelinciran angker (anchorage slip).

b. Kehilangan jangka waktu panjang (long term losses of prestress).

Baik pada sistem pre-tensioning ataupun sistem post-tensioning, kehilangan prategang jaga panjang berupa :

 Susut (shrinkage) pada beton.

Susut beton merupakan kontraksi beton pada pengeringan. Susut beton pada prategang disebabkan oleh kehilangan kelembaban secara bertahap yang mengakibatkan perubahan volume. Susut pengeringan tergantung pada tipe dan kuantitas agregat, kelembaban relatif , perbandingan air/ semen dalam campuran, dan waktu pemaparan. Susut (shrinkage) pada beton disebabkan oleh beberapa hal, antara lain :

 Hilangnya air dari beton karena mengeras  Pemadatan kurang sempurna

 Perubahan temperatur

 Komposisi adukan kurang sempurna  Sifat-sifat fisis dari bahan penyusun beton

Bila menderita tekanan, maka beton akan menyusut dan memendek akibat adanya sifat-sifat di atas.

 Rangkak (creep) pada beton.

Kehilangan prategang akibat rangkak beton adalah meregangnya/memendeknya beton tanpa adanya pertambahan tegangan. Rangkak pada beton disebabkan oleh beberapa hal, antara lain :

a. Sifat bahan dasar, seperti komposisi dan kehalusan semen, kualitas adukan dan kandungan mineral dalam agregat

b. Rasio air terhadap jumlah semen atau kadar air c. Suhu pada proses pengerasan

d. Kelembaban selama penggunaan e. Umur beton pada saat beban bekerja f. Lama pembebanan

g. Nilai tegangan

h. Nilai perbandingan luas permukaan dan volume komponen struktur Nilai slump

 Relaksasi (relaxation) pada baja.

Untuk lebih jelasnya lagi berikut ini kehilangan akan diuraikan di dalam tabel. Tabel 2.3 Kehilangan Pada Beton Prategang

No _Pratarik _Pascatarik

Deformasi elastis beton Tidak ada kehilangan akibat deformasi elastis kalau semua kawatditarik secara bersamaan. Kalau kawat-kawat ditarik secara berurutan, akan terdapat kehilangan prategang akibat deformasi elastic beton

Relaksasi tegangan pada baja Relaksasi tegangan pada baja

3 Penyusutan beton Penyusutan beton

4 Rangkak Beton Rangkak Beton

5 Gesekan

2.5 Istilah Komponen Baja Pada Beton Prategang

Dalam perencanaan beton prategang perlu dikeahui beberapa istilah yang sangat penting dan berpengaruh besar terhadap perencanaan.

 Tendon merupakan suatu unsur yang direntangkan dan dipakai dalam strukur beton untuk memberi prategang pada beton tersebut. Pada umumnya kawat, batang kabel atau strand yang terbuat dari baja berkekuatan tarik tinggi dipakai sebagai tendon,

Gambar 2.4 Diagram Tegangan-Regangan

 Angkur merupakan suatu alat umumnya dipakai untuk memungkinkan tendon memberikan dan memelihara prategang pada beton.

Baja Sebagai Tendon Pada Beton Prategang

2.6 Struktur Membran Dengan Konsep Prategang Pada Konsruksi Atap

Membran adalah struktur permukaan fleksibel tipis yang memikul beban dengan mengalami terutama tegangan tarik. Gelembung sabun adalah contoh klasik yang dapat dipakai untuk mengilustrasikan apakah struktur membran itu dan bagaimanakah prilakunya. Struktur membran cenderung dapat menyesuaikan diri dengan cara struktur tersebut dibebani. Selain itu, struktur ini sangat peka terhadap efek aero dinamika dari angin, efek ini dapat menyebabkan terjadinya flittering (getaran). Dengan demikian, membran yang digunakan pada gedung harus distabilkan dengan cara tertentu hingga bentuknya dapat tetap dipertahankan pada saat memikul berbagai kondisi pembebanan. Salah satu cara penstabilan struktur membran ini adalah dengan menggunakan prategang pada permukaan membran. Hal ini dapat dilakukan baik dengan memberikan

gaya eksternal yang menarik membran maupun dengan menggunakan tekanan internal apabila membrannya berbentuk volume tertutup.

(a) (b)

Gambar 2.5 Struktur Membran a) Membran yang diberi gaya prategang dengan menggunakan jacking b) Membran yang diberi gaya prategang dengan menggunakan tekanan udara

2.6.1 Atap Dengan Desain Struktur Pneumatis ( Stuktur Cangkang ) Pada struktur membran struktur pneumatis sering digunakan dalam konstruksi. Salah Satu dalam analisis dan perencanaan pada struktur ini adalah dengan memperhatikan pembebanan yang terjadi pada struktur tersebut. Beban merata akibat angin, berat sendiri, dan akibat beban lain contohnya hujan akan bertumpu dan arahnya ke bawah yaitu disalurkan terhadap balok ring atau balok tepi yang akan didesain. Sementara itu gaya-gaya dalam bidang-bidang pada suatu membran yang ditimbulkan olek tekanan internal bergantung pada dimensi dan bentuk geometris membran selain juga pada besar tekanan internal yang ada.

Adanya dua kumpulan gaya pada arah yang saling tegak lurus didalam permukaan cangkang berperilaku seperti struktur plat dua arah. Gaya geser yang bekerja diantara jalur-jalur plat yang bersebelahan pada struktur plat planar mempunyai kontribusi dalam memberikan kapasitas pikul beban plat. Hal yang sama juga terjadi pada struktur cangkang. Adanya dua karakteristik inilah, yaitu adanya gaya geser dan dua kumpulan gaya aksial, yang membedakan perilaku struktur cangkang dan perilaku struktur yang dibentuk dari pelengkung yang dirotasikan terhadap satu titik hingga didapat bentuk seperti cangkang.

Ada dua (2) gaya yang sangat mempengaruhi struktur pneumatis yaitu gaya meridional dan gaya melingkar (hoop forces) yang berarah tegak lurus dengan gaya meridional. Gaya melingkar menahan jalur meridional dari gerakan kearah keluar bidang yang cenderung terjadi untuk kondisi pembebanan sebagian ( lentur pada pelengkung terjadi disertai gerakan). Pada cangkang tekanan yang diberikan oleh gaya- gaya melingkar tidak menyebabkan timbulnya momen lentur dalam arah meridional (juga dalam arah melingkar ). Dengan demikian, cangkang dapat memikul variasi beban cukup dengan tegangan-tegangan dalam bidang.

Cangkang adalah struktur yang unik. Cangkang dapat disebut bekerja secara

funicular untuk banyak jenis beban yang berbeda meskipun bentuknya tidak benar-

benar funicular.Bentuk funicular untuk pelengkung yang memikul beban terbagi rata adalah parabolic. Cangkang berbentuk segmen bola (tidak parabolik) dapat juga memikul beban dengan gaya-gaya dalam bidang. Gaya meridional pada cangkang yang mengalami beban vertikal penuh selalu adalah gaya tekan . Sedangkan gaya melingkar dapat berupa tarik maupun tekan, bergantung pada lokasi cangkang yang ditinjau. Tinjauan disain utama pada cangkang putar (shell of revolution) adalah masalah

ditumpuannya atau ditepi-tepinya. Sama halnya dengan penggunaan batang pengikat pada pelengkung (untuk menahan gaya horizontal), kita juga harus melakukan cara-cara khusus untuk mengatasi gaya tendangan horizontal yang diasosiasikan dengan gaya dalam bidang ditepi bawah cangkang.

Pada kubah , misalnya sistem penyokong melingkar perlu digunakan. Alternatif lain adalah menggunakan cincin lingkaran yang disebut cincin tarik, di dasar kubah sehingga dapat menahan komponen keluar dari gaya meridional. Karena gaya yang disebut terakhir ini selalu tekan, maka komponen horizontal selalu berarah keluar. Karena itulah cincin containment (sering disebut balok tepi) selalu mengalami gaya tarik. Seandainya pada puncak cangkang terdapat lubang, maka komponen gaya meridional di dasar cangkang akan berarah kedalam sehingga gaya pada cincin adalah gaya tekan. Lubang pada permukaan cangkang seperti disebutkan di atas mungkin saja ada, tetapi sebaiknya dihindari karena hal ini mengganggu kontinuitas juga mengurangi efisiensi permukaan cangkang. Apabila memang harus ada lubang, cangkang harus secara khusus diperkuat ditepi lubang tersebut. Masalah lain pada cangkang pada derajat kelengkungannya.

Berikut sekilas gambaran rumusan desain cangkang pneumatis (cangkang bola).

2.6.2 Analisis Gaya Pada Struktur Pneumatis ( Stuktur Cangkang ) a) Gaya-gaya Meridional

Gaya meridional merupakan gaya tekan dalam bidang yang terjadi pada potongan horizontal yang didefinisikan dengan ϕ .

b) Gaya-gaya Melingkar

Gaya-gaya melingkar (hoop forces), yang biasa disebut NӨ dan dinyatakan sebagai gaya per satuan panjang, dapat diperoleh dengan meninjau keseimbangan dalam arah transversal.

c) Distribusi Gaya

Distribusi gaya melingkar dan meridional dapat diperoleh dengan memplot persamaan kedua gaya tersebut. Jelas terlihat bahwa gaya meridional selalu bersifat tekan, sementara gaya melingkar mengalami transisi pada sudut 5149’ diukur dari garis vertikal. Potongan cangkang di atas batas ini selalu mengalami tekan, sedangkan di bawahnya dapat timbul tarik dalam arah melingkar. Tegangan-tegangan tersebut selalu relatif kecil

Gambar 2.6 Gaya Melingkar dan Gaya Meridional. Gaya melingkar adalah tekan di daerah atas segmen bola dan tarik di daerah bawah sedangkan gaya meridional selalu tekan.

d) Gaya Terpusat

Beban terpusat harus dihindari pada struktur cangkang dengan menganalisis gaya-gaya meridional yang ditimbulkan oleh beban tersebut Ekspresi umum

yang telah diperoleh pada rumusan Nϕ = W/2πR sin2 ϕ, di mana W adalah beban total berarah ke bawah. Untuk cangkang yang memikul beban terpusat P, rumusan ini menjadi Nϕ = P/2�R sin2

Banyak faktor yang harus ditinjau dalam desain cangkang selain yang telah dibahas di atas. Salah satu faktor kritis itu adalah keharusan menjamin bahwa cangkang tidak akan mengalami tekuk. Seperti telah disebutkan, masalah ini adalah masalah kestabilan. Apabila kelengkungan permukaan cangkang relatif datar, maka dapat terjadi tekuk snap-through atau tekuk lokal, Sebagaimana yang terjadi pada kolom panjang, ketidakstabilan dapat terjadi pada taraf tegangan rendah. Hal ini dapat dicegah dengan menggunakan permukaan yang berkelengkungan tajam. Keharusan menggunakan kelengkungan tajam ini tentu saja menyebabkan kita tidak dapat menggunakan cangkang berprofil rendah dan berbentang besar (cangkang dengan kelengkungan kecil). Masalah ini juga terjadi pada cangkang yang terbuat dari elemen-elemen linear kaku (misalnya kubah geodesik). Biasanya beban angin bukan merupakan masalah kritis dalam desain struktur cangkang. Beban gempa, yang juga berarah lateral seperti beban angin, dapat menimbulkan masalah serius dalam desain. Apabila ada beban tersebut, kita harus berhati-hati dalam mendesain kondisi tumpuan cangkang.

ϕ . Apabila beban terpusat tersebut bekerja pada �= 0 (puncak cangkang), maka tegangan tepat di bawah beban itu

menjadi tak hingga (untuk � = 0, maka sin� = 0 dan Nϕ₌ ∞ ). Jelas hal ini dapat menyebabkan terjadinya keruntuhan apabila permukaan cangkang tidak dapat memberikan tahanan momen dan beban tersebut memang benar-benar terpusat. Dalam segala hal, sebaiknya beban terpusat dihindari pada struktur.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini perkembangan pengetahuan tentang perencanaan suatu bangunan semakin bertambah luas. Para ahli konstruksi terus berusaha menemukan hal-hal baru dalam dunia konstruksi. Telah banyak terjadi perubahan yang telah dilakukan oleh para ahli baik itu ditinjau dari segi kuantitas maupun dari segi kualitas. Perencanaan bangunan yang baru menghadirkan nilai estetika yang semakin tinggi, efisien dan menggambarkan keunikan-keunikan tertentu serta memperhatikan kualitas bangunan tersebut terhadap pembebanan yang terjadi.

Salah satu bagian yang perlu diperhatikan dalam konstruksi bangunan adalah perencanaan konstruksi atap. Atap merupakan konstruksi vital dalam suatu bangunan. Berbagai jenis bahan dan kualitas bahan dipadukan untuk menciptakan bentuk atap yang memiliki nilai estetika yang tinggi dan kualitas atap yang diharapkan. Perkembangan jaman memang menuntut para ahli konstuksi untuk menemukan hal-hal baru khusunya untuk konstruksi atap ini. Berbagai bentuk atap menjadi pilihan para ahli untuk digunakan dalam proyek banguan konstruksi yang sedang dilaksanakannya.

Atap lengkung (dome) salah satu bentuk atap yang memiliki nilai estetika yang tinggi. Atap lengkung (dome) telah lama digunakan untuk konstruksi atap mulai dari jaman primitif sampai pembangunan atap-atap gereja dan masjid di Eropa, kemudian merambah kebeberapa tempat sesuai dengan perkembangan konstruksi bangunan yang ada.

Banyak permasalahan yang harus diperhatikan dalam pembangunan atap lengkung (dome). Sama seperti perencanaan konstruksi lainnya pada suatu bangunan, konstruksi kubah juga harus direncanakan dengan teliti sehingga menghasilkan atap lengkung (dome) yang berkualitas baik. Bahan dasar perencanaan atap lengkung

(dome) dapat berupa kayu, beton dan baja. Kualitas bahan dan tata cara perencanaan

atap lengkung (dome) sangat mempengaruhi kualitas atap lengkung (dome) yang dihasilkan.

Beton merupakan salah satu bahan yang digunakan untuk perencanaan atap lengkung (dome). Beton adalah campuran dari agregat kasar (kerikil atau batu kali), agregat halus (seme), air dan bahan tambahan lainnya. Bahan utama dari pembuatan beton sangat mudah didapat sehingga dalam konstruksi bangunan penggunaan beton sangat tinggi. Oleh karena penggunaan material beton yang sangat tinggi maka perkembangan pengetahuan tidak hanya sebatas beton bertulang.

Salah satu pengembangan dari bahan beton adalah adanya beton prategang yang sangat dibutuhkan untuk konstruksi-konstruksi bangunan yang memiliki bentuk struktur yang lebih langsing karena penampang dipakai secara efektif. Selain itu, beton prategang juga dapat digunakan untuk atap sebuah bangunan yang memiliki luasan yang sangat besar yang disebut sebagai cangkang silindris. Dengan demikian perencanaan beton prategang untuk konstruksi telah banyak diaplikasikan. Perencanaan beton prategang bukan hanya untuk konstruksi jembatan tetapi juga digunakan untuk konstruksi bangunan salah satunya untuk konstruksi atap.

1.2 Perumusan Masalah

Dengan adanya latar belakang yang dijelaskan maka penulis mencoba menganalisa desain dan keefektifan balok tepi beton prategang yang akan digunakan untuk konstruksi atap lengkung (dome). Berbagai jenis pembebanan sangat berpengaruh pada konstruksi atap dome ini diantaranya beban statis berat sendiri, beban angin, dan beban hujan.

1.3 Tujuan Penulisan

Didalam tulisan ini penulis memberikan analisa desain perencanaan konstruksi balok tepi pada atap lengkung (dome) dengan menggunakan beton prategang serta pengaruh pemberian gaya prategang pada atap tersebut.

1.4 Metodologi Penulisan

Adapun metode analisa perencanaan ini didasarkan pada perhitungan- perhitungan beton prategang untuk atap dan perhitungan dengan mengunakan rumus balok tepi dan deformasi untuk daerah konstruksi atap lengkung (dome).

1.5 Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup masalah yang akan timbul , maka perlu asumsi (anggapan) :

1. Struktur atap lengkung (dome) adalah cangkang melingkar (sperichal dome). 2. Perhitungan dengan teori balok untuk desain cangkang prategang dengan balok

3. Desain cangkang melingkar (sperichal dome) dengan menggunakan kabel-kabel kualitas tinggi (contohnya kabel Freyssinet).

4. Material isotropis.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistem atau metode yang dilakukan dalam penulisan tugas akhir ini adalah dengan mengumpulkan teori dan data-data yang diperlukan serta masukan-masukan yang diberikan oleh Dosen Pembimbing dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Adapun sistematika penullisan di bawah ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang dibahas pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah, sistematika penulisan dari tugas akhir ini.

BAB II. STUDI PUSTAKA

Bab ini berisi uraian tentang dasar beton prategang serta penjelasan tentang atap lengkung (dome).

BAB III. ANALISA PERHITUNGAN PRATEGANG UNTUK KONSTRUKSI BALOK TEPI PADA ATAP LENGKUNG (DOME)

Bab ini berisi uraian tentang persamaan dan rumusan beton prategang serta rumusan untuk kontruksi atap lengkung (dome).

BAB IV. APLIKASI PERENCANAAN

Bab ini berisi analisa perencanaan paduan beton prategang untuk atap lengkung

(dome) tersebut serta analisa tegangan yang terjadi pada atap.

Dalam dokumen Analisa Perencanaan Balok Tepi Pada Atap Lengkung Dome Dengan Variasi Radius Menggunakan Beton Prategang (Halaman 43-71)