BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Umum
Jenis konstruksi bangunan di Indonesia memiliki jenis yang beragam.Ada bangunan gedung untuk rumah tinggal,gedung sekolah,rumah sakit, hotel,toko, perkantoran,gedung olah raga dan gedung untuk bangunan industri atau pabrik.Pada dasarnya,seluruh bangunan ini memiliki komponen struktur balok.Oleh karena itu,perencanaan struktur merupakan faktor yang sangat penting untuk diperhatikan.
Bangunan industri baik itu industri ringan/rumahan ataupun pabrik memiliki komponen struktur balok.Yang mana pada perencanaannya menggunakan material beton bertulang ataupun baja untuk balok,terutama,pada saat sekarang ini,pabrik-pabrik atau bangunan industri menggunakan baja untuk komponen strukturnya.Balok yang digunakan dapat berupa balok tunggal ataupun rangka batang.
Jarang terlihat bangunan industri di Indonesia menggunakan material beton prategang untuk mendesain suatu bangunan industri.Sebagian besar sekarang ini menggunakan material baja,tetapi juga menggunakan baja komposit ataupun beton bertulang.
Padahal,jika dilihat dari perkembangan sekarang ini,material beton prategang bukanlah suatu hal yang baru lagi.Perkembangan penggunaan sistem beton prategang sebenarnya sudah pesat.Sebagian besar beton prategang dipakai untuk perencanaan jembatan,terutama untuk bentang yang panjang.
Pemakaian beton prategang sangat efektif digunakan pada konstruksi dengan bentang yang panjang seperti jembatan Jembatan dengan besar yang besar
seperti segmental atau jembatan cable-stayed hanya dapat dilaksanakan dengan menggunakan beton prategang.Demikian juga halnya untuk bangunan yang memiliki bentang yang panjang dan relatif tinggi adalah efektif untuk memakai prategang untuk perencanaan..
Prategang pada dasarnya merupakan suatu beban yang menimbulkan tegangan dalam awal sebelum pembebanan luar dengan besar dan distribusi tertentu bekerja sehingga tegangan yang dihasilkan dari beban luar dilawan sampai tingkat yang diinginkan. Gaya pratekan dihasilkan dengan menarik kabel tendon yang ditempatkan pada beton dengan alat penarik. Setelah penarikan tendon mencapai gaya/tekanan yang direncanakan, tendon ditahan dengan angkur, agar gaya tarik yang tadi dikerjakan tidak hilang. Penarikan kabel tendon dapat dilakukan baik sebelum beton dicor (pre-tension) atau setelah beton mengeras (post-tension)..
Sistem prategang untuk mengubah beton menjadi bahan elastis. Beton yang tidak mampu menahan tarikan dan kuat memikul tekanan pada umumnya dengan baja mutu tinggi yang ditarik sedemikian rupa sehingga beban yang getas dapat memikul tegangan tarik. Dari konsep inilah lahir kriteria tidak ada tegangan tarik pada beton. Umumnya telah diketahui bahwa jika tidak ada tegangan tarik pada beton, berarti tidak akan terjadi retak dan beton tidak merupakan bahan yang getas lagi, melainkan berubah menjadi bahan yang elastis.
Sistem prategang merupakan kombinasi baja mutu tinggi dengan beton kuat tekan tinggi.Beton yang digunakan untuk beton prategang adalah yang mempunyai kuat tekan yang cukup tinggi dengan nilai f’c antara 30-45 MPa.Kuat tekan yang tinggi diperlukan untuk menahan tegangan tekan pada serat tertekan,pengangkuran tendon,mencegah terjadinya
keretakan,mempunyai modulus elastisitas yang tinggi dan mengalami rangkak yang lebih kecil.
Metode pemberian Prategang ada dua jenis,yaitu sistem Pratarik (Pre-Tension) dan sistem Pascatarik(Post-Tension).Pada sistem pratarik,tendon pertama-tama ditarik hingga mencapai gaya yang diinginkan 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 pada tendon.
Metode Pascatarik dilakukan mula-mula cetakan disediakan,beton dicor disekeliling selongsong.Posisi selongsong diatur sesuai dengan bidang momen strukturnya.Biasanya baja tendon tetap berada di dalam selongsong selama pengecoran.Jika beton sudah mencapai kekuatan tertentu atau beton sudah mengeras,tendon ditarik hingga mencapai gaya yang diinginkan. Untuk mencegah kabel tendon kehilangan tegangan akibat slip pada ujung angkur terdapat baji. Gaya tarik akan berpindah pada beton sebagai gaya tekan internal akibat reaksi angkur.
Beton dapat mengalami susut(shrinkage) maupun rangkak(creep) yang mana sifat-sifat ini merugikan karena dapat mengurangi tegangan yang terjadi pada beton.Hal ini tentu akan diperhitungkan dalam sebuah perencanaan sehingga dapat diperoleh suatu desain yang efisien dan ekonomis.
Seperti halnya beton,baja juga memiliki sifat-sifat mekanis baja di antaranya relaksasi baja,pengaruh suhu,kelelahan dan korosi.Yang mana sifat-sifat mekanis ini dapat mengurangi tegangan pada baja prategang sehingga kekuatannya tentu akan berkurang. Kehilangan ini juga diperhitungkan dalam suatu perencanaan.
1.2 Perumusan Masalah
Umumnya bangunan industri di Indonesia menggunakan material baja untuk mendesain balok maupun kolom.Ada juga yang menggunakan baja komposit ataupun beton bertulang .Seperti yang diketahui bahwa pada umumnya bangunan industri tersebut memiliki bentang yang cukup panjang atau tinggi bangunan yang cukup tinggi.Penggunaan material beton prategang merupakan suatu alternatif dalam mendesain struktur tersebut..
Hal inilah yang menyebabkan atau memotivasi penulis ingin mendesian bangunan industri dengan menggunakan material beton prategang dengan bentang yang panjang dan tinggi bangunan yang besar.Sehingga dapat dilihat suatu perbandingan antara beton prategang dengan baja ataupun beton bertulang.Hal ini tentu bermanfaat bagi seorang perencana.Dan nanti ini dapat menjadi suatu alternatif baru bagi seorang perencana
Dalam melakukan desain ataupun perencanaan pada struktur portal,maka hal yang pertama dilakukan adalah melakukan analisa struktur terhadap komponen struktur tersebut baik pada kolom maupun pada balok..Setelah melakukan analisa struktur baik didapatkan nilai momen,lintang maupun gaya normal.Kemudian harus dicari juga tegangan yang terjadi pada struktur balok tersebut.Setelah itu, dilakukan perhitungan kehilangan tegangan pada komponen struktur balok kemudian baru didapat tegangan efektif yang bekerja pada penampang balok.
Biasanya total kehilangan untuk pascatarik sebesar 20% dan pratarik sebesar 25%.Dalam hal ini,balok prategang yang dipakai adalah sistem pratarik(pre-tension) sehingga total kehilangannya maksimal 25%.Tegangan awal fpi setelah dikurangi seluruh kehilangan tegangan disebut tegangan efektik fpe.
Total kehilangan ini akan diperhitungkan seluruhnya dalam mendesain ataupun merencanakan balok prategang.Sehingga perlu perhitungan yang akurat untuk menghitungnya.
Setelah melakukan perhitungan kehilangan gaya prategang,kemudian juga dilakukan desain terhadap tulangan baja non prategang/reinforcement steel pada balok.Didesain juga tulangan geser pada balok.
Kemudian.setelah itu melakukan pemeriksaan terhadap kondisi ultimit struktur dan juga kondisi/kemampuan layan/service dari pada struktur balok.
1.3 Tujuan
Tujuan dari penulisan ini untuk mendesain secara benar dan ekonomis portal balok tunggal dengan menggunakan material prategang dan kolom dengan beton bertulang. Perencanaan beton hingga baja prategangnya didesain/direncanakan dengan menggunakan ketentuan ataupun peraturan berdasarkan Eurocode 2 1991.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah:
• Yang direncanakan/didesain adalah hanya struktur balok dan kolom portal.
• Panjang bentang balok adalah 30 m.
• Tinggi portal total = 8 m.
• Section properties yang dipakai untuk balok T berdasarkan standard negara Eropa.
• Metode pemberian beton prategang yang digunakan adalah sistem pratarik(pre tension).
• Kuat tekan beton yang digunakan adalah kelas C 40/50 berdasrkan kelas beton Eurocode 2 yaitu fck = 40N/mm2
• Baja prategang yang digunakan adalah kawat/strands dengan fpk = 1770 N/mm2 dan fpk0.1 = 1500 N/mm2
• Digunakan baja non prategang/reinforcement steel 500 N/mm2
• Beban yang diperhitungkan adalah beban permanen/tetap,beban sementara(imposed load),dan beban angin sesuai dengan Eurocode 1.
• Penyelesain gaya dalam struktur balok diselesaikan dengan perhitungan secara manual.
1.5 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah :
Bab 1 PENDAHULUAN.Bab ini berisikan tentang gambaran umum perkembangan beton prategang,perumusan masalah tentang perencanaan beton prategang,tujuan dari penulisan tugas akhir,batasan masalah yang dikerjakan dalam penulisan serta sistematika penulisan/penyusunan tugas akhir.
Bab 2 TINJAUAN PUSTAKA.Bab ini berisikan tentang prinsip-prinsip dasar beton prategang,riwayat perkembangan beton prategang dari waktu ke waktu,metode pemberian gaya prategang,tahap pembebanan beton prategang,material beton prategang, serta pembebanan pada portal single beam.
Bab 3.TINJAUAN BETON PRATEGANG MENURUT EUROCODE 2.Bab ini berisikan tentang gambaran umum beton dan baja prategang menurut Eurocode 2, perencanaan gaya prategang serta kehilangan gaya prategang menurut Eurocode 2.
Bab 4 APLIKASI.Bab ini berisikan tentang perencanaan struktur balok dan kolom.Perencanaan balok dimulai dari analisa beban,analisa statika balok,perencanaan gaya prategang,perhitungan kehilangan gaya prategang tinjauan kondisi ultimit,desain terhadap geser,tinjauan kondisi servis(layan) serta penulangan balok prategang.Sedangkan perencanaan kolom mulai dari dimensi kolom,analisa beban,analisa kelangsingan kolom serta penulangan kolom.
Bab 5 KESIMPULAN DAN SARAN.Bab ini berisikan tentang kesimpulan dari keseluruhan isi tulisan/tugas akhir dan saran yang diberikan penulis untuk sebuah perencanaan balok maupun kolom.
