STRUKTUR BETON PRATEGANG STATIS TAK TENTU STRUKTUR BETON PRATEGANG STATIS TAK TENTU
Se
Sepepertrti i papada da bebetoton n bebertrtululanang g dadan n babahahan n ststruructcturural al lalaininnynya,a, kontinuit
kontinuitas dapat as dapat terjadi di tumpuan-tumpuan antara pada balok terjadi di tumpuan-tumpuan antara pada balok menerusmenerus da
dan n didiperpertetemumuan an babalolok k dadan n kkololom om papada da poportrtalal. . RRededukuksi si momomemen n dadann tegangan di tengah bentang dengan cara desain system yang menerus tegangan di tengah bentang dengan cara desain system yang menerus akan menghasilkan komponen struktur dengan tinggi lebih kecil sekaligus akan menghasilkan komponen struktur dengan tinggi lebih kecil sekaligus mempunyai kekakuan lebih besar dan defeksi lebih kecil dibandingkan mempunyai kekakuan lebih besar dan defeksi lebih kecil dibandingkan dengan komponen struktur yang ditumpu sederhana dengan bentang dan dengan komponen struktur yang ditumpu sederhana dengan bentang dan beban yang sama.
beban yang sama.
Dengan demikian, struktur yang lebih ringan dengan pondasi yang Dengan demikian, struktur yang lebih ringan dengan pondasi yang lebih ringan pula akan menghasilkan harga bahan dan biaya pelaksanaan lebih ringan pula akan menghasilkan harga bahan dan biaya pelaksanaan yang lebih rendah. Selain itu, kestabilan structural dan tahanan terhadap yang lebih rendah. Selain itu, kestabilan structural dan tahanan terhadap beban lateral dan longitudinal biasanya akan meningkat. Karena itu, rasio beban lateral dan longitudinal biasanya akan meningkat. Karena itu, rasio bentang terhadap tinggi juga lebih besar, bergantung pada jenis system bentang terhadap tinggi juga lebih besar, bergantung pada jenis system kontinu yang sedang ditinjau. Untuk plat datar menerus, rasio antara 4 kontinu yang sedang ditinjau. Untuk plat datar menerus, rasio antara 4 sam
sampai pai 4! 4! biabiasansanya ya dapdapat at dipdipakakai, ai, sedsedangangkakan n untuntuk uk balbalok ok boboks ks rasrasioio tersebut dapat diantara "! sampai #.
tersebut dapat diantara "! sampai #. K
Keuneuntuntungan gan lailain n dardari i penpengguggunaanaan n strstruktuktur ur yanyang g kkontontinu inu adadalahalah ti
tidadak k adadananya ya anangkgker er diditutumpmpuauan n anantatara ra dedengngan an cacara ra memengnggugunanakakann pascatarik melalui beberapa bentang, sehingga mengurangi biaya bahan pascatarik melalui beberapa bentang, sehingga mengurangi biaya bahan dan pelaksanaan.
dan pelaksanaan.
Kerugian kontinuitas pada beton prategang Kerugian kontinuitas pada beton prategang
$da beberapa kerugian dalam menggunakan elemen prategang kontinu % $da beberapa kerugian dalam menggunakan elemen prategang kontinu %
&.
&. KKehiehilanlangan gan gesgesekekan an leblebih ih besbesar ar kakarerena na tentendondonnya lebih nya lebih panpanjanjangg dan lebih
dan lebih banyak mempunyai lengkungan.banyak mempunyai lengkungan. ".
". $d$dananya ya momomemen n dadan n gegeseser r diditutumpmpuauan, n, yayang ng beberarartrti i memengngururanangigi kekuatan momen di penampang di daerah tumpuan.
kekuatan momen di penampang di daerah tumpuan. #.
#. 'ome'omen dan gaya-gn dan gaya-gaya lateraaya lateral yang berlebil yang berlebihan di kolohan di kolom, khusum, khususnyasnya jika
(aya-gaya ini disebabkan oleh perpendekan elastis pada balok berbentang panjang yang mengalami prategang.
4. )*ek tegangan sekunder yang besar akibat susut, rangkak, +ariasi temperature dan penurunan tumpuan.
!. 'omen sekunder akibat reaksi di kolom yang diakibatkan oleh gaya prategang.
. Kemungkinan terjadinya momen yang berbalik arah akibat pembebanan di bentang yang berganti-ganti.
. ilai momen di tumpuan antara yang membutuhkan penulangan tambahan di tumpuan, yang mungkin tidak dibutuhkan pada balok yang ditumpu sederhana.
A. Metode Pratekan
Untuk memberikan tekanan pada beton pratekan dilakukan sebelum atau setelah beton dicetak/dicor. Kedua kondisi tersebut mebedakan sistem pratekan, yaitu 0re-1ension 2pratarik3 dan 0ost-1ension 2pascatarik3.
• 0ratarik
0ada cara ini, tendon pertama-tama ditarik dan diangkur pada abutmen tetap. eton dicor pada cetakan yang sudah disediakan dengan melingkupi tendon yang sudah ditarik tersebut. 5ika kekuatan beton sudah mencapai yang disyaratkan maka tendon dipotong atau angkurnya dilepas. 0ada saat baja yang ditarik berusaha untuk berkontraksi, beton akan tertekan. 0ada cara ini tidak digunakan selongsong tendon.
• 0ascatarik
Dengan cara yang sudah disediakan, beton di cor disekeliling selongsong 2ducts3. 0osisi selongsong diatur sesuai dengan bidang momen dari struktur. iasanya baja tendon tetap berada didalam selongsong selama pengecoran. 5ika beton sudah mencapai kekuatan tertentu, tendon ditarik. 1endon bisa ditarik disatu sisi dan sisi yang lain diangkur. $tau tendon ditarik di dua sisi dan diangkur secara bersamaan. eton menjadi tertekan setelah pengangkuran.
1idak seperti beton bertulang, beton pratekan mengalami beberapa tahap pembebanan. 0ada setiap tahap pembebanan harus dilakukan pengecekan atas kondisi serat tertarik dari setiap penampang. 0ada tahap tersebut berlaku tegangan ijin yang berbeda-beda sesuai kondisi beton atau tendon. $da dua tahap pembebanan pada beton pratekan, yaitu 1rans*er dan Ser+ice.
• 1rans*er
1ahap trans*er adalah tahap pada saat beton sudah mulai mengering dan dilakukan penarikan kabel prategang. 0ada saat ini biasanya yang bekerja hanya beban mati struktur, yaitu berat sendiri struktur ditambah beban pekerja dan alat. 0ada saat ini beban hidup belum bekerja sehingga momen yang bekerja adalah minimum, sementara gaya yang bekerja adalah maksimum karena belum ada kehilangan gaya prategang.
• Ser+is
Kondisi Ser+ice 2ser+is3 adalah kondisi pada saat beton pratekan digunakan sebagai komponen struktur. Kondisi ini dicapai setelah semua kehilangan gaya prategang dipertimbangkan. 0ada saat itu beban luar pada kondisi yang maksimum sedangkan gaya pratekan mendekati harga minimum.
0ada setiap tahapan di atas ditentukan hasil analisis untuk die+aluasi. 6asil analisis bisa berupa perhitungan tegangan atau kontrol terhadap harga, misalnya lendutan terhadap lendutan ijin, nilai retak terhadap suatu nilai batas, dan lain sebagainya. 0erhitungan tegangan dilakukan untuk desain terhadap kekuatan, sedangkan kontrol terhadap harga dilakukan untuk desain kekuatan, daya layan, ketahanan terhadap api ataupun tahap batas yang lain. 0erhitungan untuk tegangan bisa dilakukan dengan pendekatan kombinasi beban, konsep kopel internal 2 7nternal 8ouple 8oncept 3 atau metode beban penyeimbang 2 9oad alancing 'ethod 3.
$da dua metode perencanaan struktur beton, yaitu metode beban kerja 2:orking stress method3 dan metode beban batas 2limit states method3. 'etode beban kerja dilakukan dengan meghitung tegangan yang terjadi dan membandigkan dengan tegangan ijin yang bersangkutan. $pabila tegangan yang terjadi lebih kecil dari tegangan yang diijinkan maka dinyatakan aman. Dalam menghitung tegangan, semua beban tidak dikalikan dengan *aktor beban. 1egangan ijin dikalikan dengan suatu *aktor kelebihan tegangan 2o+erstress *actor3. Untuk struktur beton, metode ini diterapkan pada 0eraturan eton 7ndonesia 207 &;&3.
'etode beban kerja didasarkan pada batas-batas tertentu yang bisa dilampaui oleh suatu sistem struktur. atas-batas tersebut, terutama adalah kekuatan, kemampuan layan, kea:etan, ketahanan terhadap api, ketahanan terhadap beban kelelahan dan persyaratan khusus yang berhubungan dengan sistem struktur tersebut. Setiap batas dinyatakan aman apabila aksi rencana lebih kecil dari kapasitas komponen struktur. $ksi rencana dihitung dengan menggunakan *aktor reduksi kekuatan. 0eraturan beton saat ini menggunakan pendekatan ini, termasuk di 7ndonesia, S7 1&!-&;;&-#, atau edisi barunya, S7 #-"<4-"".
eban pada struktur umumnya terdiri dari beban mati, beban hidup, beban angin, prategang, gempa, tekanan tanah, tekanan air, dan lain-lain. eban yang digunakan dalam desain struktur dikalikan dengan suatu *aktor beban dalam suatu kombinasi pembebanan. erikut ini kombinasi pembebanan dari beberapa peraturan untuk tahap batas kekuatan 2Strength 9imit States3.
S7 #-"<4-"" kode 7ndonesia. eban 'ati % U = &,4 D
eban 'ati dan 6idup % U = &," D > &, 9 > ,! 2$ atau R3 eban $ngin % U = &," D > &, 9 > &, ? > ,! 2$ atau R3 (empa % U = &," D > &, 9 @ &, ) atau ,; D @ &, ) $87 #&<-<# 2&;<#3 0eraturan $merika Serikat.
eban 'ati dan 6idup % U = &,4 D > &, 9
eban $ngin % U = ,! 2&,4 D > &, 9 > &, ?3 atau ,; D > &,# ? (empa % U = ,! 2&,4 D > &, 9 > &,& )3 atau ,; ( > &,& )
1ekanan 1anah % U = &,4 D > &, 9 > &, ) atau ,; D > &, )
!. Mater"a# Beton Prate$an$
• eton
eton adalah campuran air, semen dan agregat serta suatu beban tambahan. Setelah beberapa jam dicampur, bahan-bahan tersebut akan langsung mengeras sesuai bentuk pada :aktu basahnya. 8ampuran tipikal untuk beton dengan perbandingan berat adalah agregat kasar 44 A, agregat halus #& A, dan air A. Kekuatan beton ditentukan oleh kuat tekan karakteristik, pada usia "< hari *Bc. Kuat tekan karakteristik adalah tegangan yang melampaui ;! A dari pengukuran kuat tekan uniaksial yang diambil dari tes penekanan standar, yaitu dengan kubus ukuran &! C &! mm, atau silinder dengan diameter &! mm dan tinggi # mm. 0engukuran kekuatan dengan kubus adalah lebih tinggi daripada dengan silinder. Rasio antara kekuatan silinder dan kubus adalah ,<.
eton yang digunakan untuk beton prategang adalah yang mempunyai kekuatan tekan yang cukup tinggi dengan nilai *Bc antara #-4! 'pa. Kuat tekan yang tinggi diprelukan untuk menahan tegangan tekan pada serat tertekan, pengangkuran tendon, mencegah terjadinya keretakan, mempunyai modulus elastisitas yang tinggi dan mengalami rangka lebih kecil.
• aja
aja yang dipakai untuk beton prategang dalam taktik ada empat macam, yaitu %
&. Ka:at tunggal 2:ires3, biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategang dengan sistem pratarik.
". Untaian Ka:at 2strand3, biasanya digunakan untuk baja prategang untuk beton prategang dengan sistem pascatarik
#. Ka:at atangan 2bars3, biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategang dengan sistem pratarik.
4. 1ulangan biasa, sering digunakan unutk tulangan non-prategang 2tidak ditarik3, seperti tulangan memanjang, sengkang, tulangan untuk pengangkuran dan lain-lain.
Ka:at tunggal yang dipakai untuk beton prategang adalah yang sesuai dengan spesikasi $S1' $ 4"& di $merika Serikat. Ukuran dari ka:at tunggal ber+ariasi dengan diameter #-< mm, dengan tegangan tarik 2*p3 antara &! E & 'pa, dengan modulus elastisitas )p = " C &F 'pa. Untuk tujuan desain, tegangan leleh dapat diambil sebesar ,<! dari tegangan tariknya 2,<! *p3.
