MAKALAH STRUKTUR BETON
PRATEGANG
LJ D4 Bangunan Gedung 2015 / Kelompok 4
Anggota :
Brilly Aprint Gilang P.
3115040634
Kurniadi Saputra
3115040636
Muhsinah Alfi
3115040637
Nandia Samlistiya Putri
3115040638
Rihnatul Ilmiah
3115040639
LJ D4 TEKNIK SIPIL
2016
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI...i BAB I...2 PENDAHULUAN...2 1.1 LATAR BELAKANG...2 1.2 RUMUSAN MASALAH...2 1.3 TUJUAN...3 BAB II...4RANGKUMAN BETON PRATEGANG...4
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANGStruktur beton prategang didisain berdasarkan konsep persamaan keseimbangan tegangan yg terjadi pada struktur. Dengan memanfaatkan kemampuan beton untuk menahan gaya tekan yang cukup besar, gaya prategang dapat diberikan ada struktur melalui plat angker dengan mengunakan tendon prategang.
Beton prategang adalah material yang sangat banyak digunakan dalam konstruksi. Dengan demikian lulusan dari setiap program teknik sipil harus mempunyai, sebagai persyaratan minimum, pemahaman mengenai dasar – dasar beton prategang melingkar dan linear.
Dengan demikian mahasiswa perlu mengetahui lebih dalam tentang beton prategang sehingga diperlukan pembuatan makalah tentang beton prategang.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana sejarah beton prategang ? 2. Apakah itu beton Prategang ?
3. Bagaimana perbedaan antara beton prategang dan beton bertulang ? 4. Kapan beton prategang diperkenalkan ?
5. Mengapa digunakan beton prategang? 6. Prinsip desain beton prategang ?
1.3 TUJUAN
Makalah ini di buat bertujuan untuk mengetahui informasi tentang beton prategang baik dari sejarah, pengertian, perbedaan maupun cara mendesain.
BAB II
RANGKUMAN BETON PRATEGANG
2.1 Sejarah Beton Prategang
Beton pratekan pertama kali ditemukan oleh Eugene Freyssinet seorang insinyur Perancis. Ia 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 system Freyssinet. Dengan demikian, Freyssinet telah berhasil menciptakan suatu jenis struktur baru sebagai tandingan dari strktur beton bertulang. Karena penampang beton tidak pernah tertarik, maka seluruh beban dapat dimanfaatkan seluruhnya dan dengan sistem ini dimungkinkanlah penciptaan struktur-struktur yang langsing dan bentang-bentang yang panjang.
Beton pratekan untuk pertama kalinya dilaksanakan besar-besaran dengan sukses oleh Freyssinet pada tahun 1933 di Gare Maritime pelabuhan LeHavre (Perancis). Freyssenet sebagai bapak beton pratekan segera diikuti jejaknya oleh para ahli lain dalam mengembangkan lebih lanjut jenis struktur ini,seperti:
a. YvesGunyon
Yves Gunyon adalah seorang insinyur Perancis dan telah menerbitkan buku Masterpiecenya “ Beton precontraint” (2 jilid) pada tahun 1951. Beliau 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 “Gaya Parasit” maka Guyon dianggap sebagai yang memberikan dasar dan latar belakang ilmiah dari beton pratekan.
b. T.Y.Lin
T.Y. Lin adalah seorang insinyur kelahiran Taiwan yang merupakan guru besar di California University, Merkovoy. Keberhasilan beliau yaitu mampu
memperhitungkan gaya-gaya parast yang tejadi pada struktur. Ia mengemukakan teorinya pada tahun 1963 tentang “ Load Balancing”. Dengan cara ini kawat atau kabel prategang diberi bentuk dan gaya yang sedemikian rupa sehingga sebagian dari beban rencana yang telah ditetapkan dapat diimbangi seutuhnya pada beban seimbang ini.. Beban-beban lain diluar beban seimbang (beban vertikal dan horizontal) merupakan “inbalanced load”, yang akibatnya pada struktur dapat dihitung dengan mudah dengan menggunakan teori struktur biasa. Tegangan akhir dalam penampang didapat dengan menggunakan tegangan merata akibat “Balanced” dan tegangan lentur akibat “Unbalanced Load”. Tanpa melalui prosedur rumit dapat dihitung dengan mudah dan cepat. Gagasan ini telah menjurus kepada pemakaian baja tulangan biasa disamping baja prategang, yaitu dimana baja prategang hanya diperuntukkan guna memikul akibat dari Inbalanced Load. T.Y. Lin 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. P.W.Abeles
P.W. Abeles adalah seorang insinyur Inggris, yang sangat gigih mendongkrak aliran” Full Prestressing”, karena penggunaanya tidak kompetitif terhadap penggunaan beton bertulang biasa dengan menggunakan baja tulangan mutu tinggi. Penggunaan Full Prestessing ini tidak ekonomis, menurut berbagai penelitian biaya struktur dengan beton pratekan dan Full Prestressing dapat sampai 3,5 atau 4 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 P.W. Abeles untuk mengkombinasikan prinsip pratekan dengan prinsip penulangan penampang atau dikenal dengan nama “Partial Prestressing”. Yang mana didalam penampang diijinkan diadakannya bagi tulangan, lebar retak dapat dikombinasikan dengan baik. “Partial Prestrssing” telah disetujui oleh Chief Engineer’s Departement
untuk digunakan pada jembatan-jembatan kereta api di Inggris, dimana tegangan tarik boleh terjadi sampai 45 kg/cm2 dengan lebar retak yang dikendalikan dengan memasang baja tulangan biasa. Freyssinet sendiri menjelang akhir karirnya telah mengakui juga bahwa “Partial Prestressing” mengembangkan struktur-struktur tertentu. Begitupun dengan teori “Load Balancing” dari T.W. Lin yang ikut mendorong dipakainya “Partial Prestressing” karena pertimbangannya kecuali segi ekonomis juga segi praktisnya bagi perencanaan.
2.2 Pengertian Beton Prategang
Beton 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. (ACI).
Dalam definisi lain, beton prategang merupakan beton bertulang yang telah diberikan tegangan tekan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam akibat beban kerja. (SNI 03-2847-2002).
Beton prategang juga dapat didefinisikan sebagai beton dimana tegangan tariknya pada kondisi pembebanan tertentu dihilangkan atau dikurangi sampai batas aman dengan pemberian gaya tekan permanen, dan baja prategang yang digunakan untuk keperluan ini ditarik sebelumbeton mengeras (pratarik) atau setelah beton mengeras (pascatarik).
2.3 Perbedaan Beton Prategang dan Beton Bertulang
Beton Bertulang Konvensional Beton Prategang
Beton dan tulangan baja normal Beton dan baja mutu tinggi Penampang tidak efektif Penampang efektif bekerja Mengalami retak Tanpa retak
Gaya geser yang besar > sengkang Sengkang tidak menentukan > dapat dipikul oleh kelengkungan kabel
Penampang gemuk / lebar > berat Penampang ramping > ringan Struktur lebih berat Berat menjadi lebih ekonomis Penggunaan beton mutu tinggi >
menghasilkan tulangan yang banyak
Beton mutu tinggi & baja mutu tinggi
menghasilkan struktur yang ekonomis akibat berat yg berkurang
Tulangan tidak memberikan kontribusi terhadap lendutan
Gaya prategang memberikan kontribusi terhadap perlawanan lendutan akibat beban mati dan hidup
Korosi terjadi akibat retak beton Tanpa retak >> tidak terjadi korosi Beban repetisi tidak mempengaruhi tulangan
pada umur struktur
Beban repetisi mempengaruhi tulangan prategang dan umur struktur
Proses produksi >> konvensional, lebih murah, penggunaan alat serta pekerja lebih sedikit dan supervisi yang konvensional
Proses produksi >> metoda khusus / rumit, lebih mahal, penggunaan alat dan skill pekerja khusus dan supervisi yang ketat, tingkat ketelitian yang tinggi
Keruntuhan struktur tanpa peringatan Keruntuhan struktur sebelum batas runtuh dapat terdeteksi
Suatu penampang beton bertulang dimana penampang beton yang diperhitungkan untuk memikul tegangan tekan adalah bagian diatas garis netral (bagian yang diarsir), sedangkan bagian dibawah garis netral adalah bagian tarik yang tidak diperhitungkan untuk memikul gaya tarik karena beton tidak tahan terhadap tegangan tarik. Gaya tarik pada beton bertulang dipikul oleh besi penulangan (rebar). Kelemahan lain dari konstruksi beton bertulang adalah berat sendiri (self weight) yang besar, yaitu 2.400 kg/m3 , dapat dibayangkan berapa berat penampang yang tidak diperhitungkan untuk memikul tegangan (bagian tarik).
Untuk 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).
2.5 Mengapa digunakan Beton Prategang
Beton prategang cukup banyak digunakan dalam konstruksi di Indonesia karena penggunaan struktur beton prategang dinilai mempunyai banyak keuntungan antara lain :
1. Strukur lebih ringan, langsing dan kaku.
2. Gaya prategang dapan mencegah atau mengurangi retak yang selanjutnya dapat mencegah terjadinya korosi pada baja sehingga struktur lebih tahan terhadap lingkungan yang korosif.
3. Lintasan tendon dapat diatur agar berkontribusi dalam menahan gaya lintang. 4. Penghematan maksimum dapat dicapai pada struktur bentang panjang yang akan
lebih ekonomis bila dibandingkan dengan struktur beton bertulang biasa dan struktur baja.
5. Dapat digunakan untuk struktur pracetak yang dapat memberikan jaminan kualitas yang lebih baik kemudian dan kecepatan dalam pelaksanaan konstruksi serta biaya awal yang lebih rendah.
Untuk memberikan memberikan gaya konsentris pada beton prategang bisa dilakukan dengan dua cara yaitu :
a. Pre-tensioned Prestressed Concrete (pratarik), ialah konstruksi dimana tendon ditegangkan dengan pertolongan alat pembantu sebelum beton mengeras dan gaya konsentris dipertahankan sampai beton cukup keras.
b. Post-tensioned Prestressed Concrete (pasca tarik), adalah konstruksi dimana setelah betonnya cukup keras, barulah dberikan gaya konsentris dengan menarik kabel tendon.
Pre-Tensioning ( Pra Tarik)
Metode ini baja prategang diberi gaya prategang dulu sebelum beton dicor, oleh karena itu disebut pretension method. Adapun prinsip dari Pratarik ini secara singkat adalah sebagai berikut :
Tahap 1:
Siapkan bekisting (formwork) yang telah lengkap dengan lubang untuk kabel tendon (tendon duct) yang dipasang melengkung sesuai bidang momen balok. Tahap 2 :
Setelah beton di cor dan sudah bisa memikul berat sendiri, tendon atau kabel prategang dimasukkan ke dalam Lubang Tendong (tendon duct), selanjutnya ditarik untuk mendapatkan gaya prategang. Metode 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.
Tahap 3 :
Setelah diangkur, balok beton menjadi tertekan, jadi gaya konsentris telah ditransfer kebeton. Karena tendon dipasang melengkung, maka akibat gaya konsentris tendon memberikan beban merata kebalok yang arahnya keatas.
