MATERIAL BETON PRATEGANG

(1)

oleh :

Dr. IGL Bagus Eratodi

(2)

Learning Outcomes

FTI, Undiknas University

Mahasiswa akan dapat menjelaskan prinsip dasar struktur beton

prategang serta perbedaannya dengan struktur beton bertulang

konvensional

(3)

PUSTAKA

T.Y. Lin Ned dan H. Burns. (1993). Desain Struktur Beton Prategang Jilid 1. Edisi Ketiga. John and Riley, London.

Prestressed Concrete Institute. (2000). PCI Bridge Design Manual.

R.I. Gilbert and N.C. Mickleborough. (2005). Design of Prestressed Concrete, Spon Press Taylor & Francis Group, London & New York. ISBN: 0203985869

Departemen Pekerjaan Umum. (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk

Bangunan Gedung. (SKSNI 03 – 2002). Yayasan LPMB, Bandung

Prestressed Concrete Institute. (1999). PCI Design Handbook Precast & Prestressed

(4)

Pengenalan Umum Beton Prategang

Apakah yang dimaksud dengan beton prategang?

Bagaimanakah bentuk beton prategang?

Perbedaan beton prategang dan beton bertulang?

Prategang pada analisa dan desain?

Mengapa digunakan beton prategang?

(5)

Pengenalan Umum Beton Prategang

Apakah yang dimaksud dengan beton prategang?

”Merupakan

integrasi

teknologi bahan beton bertulang dalam

menggabungkan

bahan

beton mutu tinggi dan baja mutu tinggi

untuk menghasilkan

bahan komposit lanjutan

yang dapat bekerja

secara

efektif merata

pada suatu penampang struktur dalam

melawan gaya-gaya dalam baik tekan maupun tarik sama baiknya

(6)

Beton dgn Metode prategang merupakan

material penggabungan beton dan baja yang

saling bekerja sama.

Untuk mewujudkan kerjasama yang cukup

baik pada sistem prategang antara beton dan

baja maka diperlukan material material

penyusun dengan kualitas yang cukup baik.

Dibutuhkan :

1. Beton mutu tinggi

2. Baja mutu tinggi

(7)

Material dalam Beton prategang

 _{Beton adalah material campuran antara pasir, kerikil, semen,}

serta air yang memiliki kekuatan pd umur tertentu

 _{Tendon adalah baja dengan kekuatan tinggi untuk mentransfer} gaya prategang

 _{Ankur adalah alat yang digunakan untuk memungkinkan tendon} memberikan dan mempertahankan gaya prategang pada beton

(8)

BETON BERKEKUATAN TINGGI



_{Beton : digunakan mutu yg cukup tinggi lebih tinggi}

dari kebutuhan beton bertulang

fc’ > 28 - 55 Mpa (Amerika)

fc’ > 35 Mpa ( Eropa )

Guna :

- Ekonomis, hemat biaya pengangkuran

- Tarik dan geser tinggi

- Retak kecil

- Modulus elastisitas tinggi, regangan

rangkak kecil shg lossing kecil

(9)

PERSYARATAN KEKUATAN

Kekuatan tekan pada beton yang disyaratkan oleh beberapa peraturan diantaranya adalah 40 MPa utk Pratarik & 30 MPa utk pascatarik. Untuk dapat mewujudkan beton mutu tinggi beberapa hal yg hrs diperhatikan :

1. Kadar semen : 300 – 360 & max 530

kg/m

3 2. Kadar air : serendah mungkin

(10)

Beberapa Hal yg perlu diperhatikan untuk

mewujudkan beton yg berkualitas :

 _{Susut Beton}

Perubahan deformasi beton krn kehilangan kelembaban yg bertahap.

 _{Rangkak Beton}

Seiring perjalanan waktu.

 _{Karakteristik Tegangan & Regangan}

Berhubungan dengan kekuatan beton dalam menerima beban. Berhubungan dengan Modulus Elastisitas

(11)

KARAKTERISTIK DEFORMASI BETON

 _{Karakteristik tegangan dan regangan pada beton akibat} pembebanan perlu diperhatikan

 _{Modulus Elastisitas yang akan berubah akibat perubahan} hubungan diagram tegangan regangan

(12)

SYARAT – SYARAT TEGANGAN BETON

 _{Tegangan yang diijinkan terjadi pada serat beton ditentukan didalam} berbagai peraturan. Seperti ACI, ASHTO, SNI, dll

 _ACI

- Saat transfer

Tekan : 0,6 x kekuatan silinder transfer Tarik : √ kekuatan silinder transfer - Beban Kerja

Tekan : 0.45 kekuatan silinder

Tarik : √ kekuatan silinder

3

(13)

BAJA BERKEKUATAN TINGGI



_{Untuk sistem prategang digunakan baja mutu}

tinggi. Dimana baja mutu tinggi ini biasanya

memiliki Kndungan karbon yang cukup tinggi.



_{Baja mutu tinggi diharapkan mampu menerima}

kekuatan tarik yang cukup tinggi untuk mampu

menghasilkan gaya prategang yang cukup besar.

(14)

PERSYARATAN KEKUATAN

 _{Kekuatan tarik ultimate baja bermutu tinggi bervariasi} menurut diameter kawat atau tendon.

 _{Kekuatan tariknya agak berkurang untuk diameter kawat} yang semakin membesar

 _{Ex : Dim 3, fy = 1900 N/mm}2 Dim 4, fy = 1750 N/mm2

(15)

Kekuatan karakteristik Baja bermutu

tinggi



_{Baja yang diijinkan}

digunakan adalah baja mutu

tinggi dengan tegangan ijin

diantaranya adalah

( Krishna Raju tab 2.6)

Kawat Bermutu Tinggi

Diameter nominal (mm) Kawat Polos N/mm2 Kawat Bergigi N/mm2 3 1900 1900 4 1750 1750 5 1600 1600 7 1500 -8 1400

(16)

-Bentuk tendon lain

Batang Bermutu Tinggi

Diameter nominal (mm) Kekuatan Karakteristik N/mm2 10-40 mm 1000

Strand

Diameter (mm) Beban Patah Minimum KN 2 13 2,9 26 6,3 45,36 7,9 70,31 9,5 95,25 11,1 127 12,5 167,83 15,2 231,33

(17)

SYARAT – SYARAT TEGANGAN BAJA

 _{Syarat tegangan ijin yg diperlukan ditetapkan oleh beberapa} peraturan.

 _{Diantaranya ACI :}

- Awal : 80 % kuat tarik ultimit - Transfer : 70 % kuat tarik ultimit Beban Kerja :

(18)

-Tegangan Yang diijinkan pada Baja

ACI India

Saat Penarikan Awal 80% fu 80% fu

Setelah transfer 70% fu

-Setelah Kehilangan Gaya prategang

(19)

HAL – HAL YG HRS DIPERHATIKAN UNTUK

MEWUJUDKAN BAJA MUTU TINGGI



_{Relaksasi Tegangan Baja}

Berkurangnya tegangan baja pada regangan konstan



_{Karat Tegangan}

Peristiwa korosi yang dapat menurunkan tegangan baja



_{Kerapuhan Oleh Hidrogen}

(20)

JENIS – JENIS TENDON

 _{Kawat :}

Ukuran : 3, 4, 5, 7, 8 mm

Macam : Kawat polos, dan bergigi

Kekuatan karakteristik : 1400 – 1900 MPa  _{Batang Baja}

Ukuran : 10 - 40 mm

Kekuatan karakteristik : 1000 MPa  _{Untaian Kawat Baja (Strand)}

Ukuran : 2 – 15 mm

(21)

Tugas

 _{Kumpulkan Peraturan di Indonesia tentang Syarat tegangan} ijin beton dan baja

 _{Kumpulkan jenis – jenis dan ukuran tendon yang diproduksi} oleh produsen di indonesia

(22)

Pengenalan Umum Beton Prategang

(23)

Pengenalan Umum Beton Prategang

(24)

Pengenalan Umum Beton Prategang

(25)

Pengenalan Umum Beton Prategang

(26)

Pengenalan Umum Beton Prategang

(27)

Pengenalan Umum Beton Prategang

(28)

Perbedaan beton prategang dan beton bertulang?

Beton Bertulang Konvensional Beton Prategang

Beton + tulangan baja normal Beton & 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

(29)

Perbedaan beton prategang dan beton bertulang?

……(lanjutan)

Beton Bertulang Konvensional Beton Prategang

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

(30)

Dampak prategang pada analisa dan desain?

(31)

LATAR BELAKANG BETON PRATEGANG

Secara aplikatif, penggunaan prinsip kerja prategang telah digunakan berabad-abad pada tali / pita logam untuk membuat tong

Tahun 1886 – P.H. Jackson (San Fransisco, California) – mendapatkan hak paten untuk karya berupa batang baja sebagai pengikat pada batu buatan dan beton

Tahun 1888 – C.E.W. Doehring (Jerman) – mendapatkan hak paten untuk beton yang diperkuat dengan logam yang telah ditarik sebelum dibebani

Tahun 1928 – E. Freyssinet (Prancis) – menggunakan baja mutu tinggi sebagai kabel prategang dan baja diangkurkan pada beton tanpa penggunaan angkur sebagai pengunci

Tahun 1939 - E. Freyssinet (Prancis) – penggunaan angkur sebagai pengunci kabel baja prategang

Tahun 1950 – 1980 – penggunaan sistim prategang pada konstruksi beton mulai umum dan distandarkan untuk bangunan jembatan, gedung dan bangunan sipil lainnya dan sebagai pioneer pengembangan konstruksi bentang panjang