Makalah Beton Prategang Kelompok 4

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

MAKALAH STRUKTUR BETON PRATEGANG

LJ D4 Bangunan Gedung 2015 / Kelompok 4 Anggota : Brilly Aprint Gilang P. Kurniadi Saputra Muhsinah Alfi Nandia Samlistiya Putri Rihnatul Ilmiah

3115040634 3115040636 3115040637 3115040638 3115040639

LJ D4 TEKNIK SIPIL INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

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........................................................................................................................................4 RANGKUMAN BETON PRATEGANG..................................................................................4 DAFTAR PUSTAKA...............................................................................................................11

i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG Struktur

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 ?

i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

1.3 TUJUAN Makalah ini di buat bertujuan untuk mengetahui informasi tentang beton prategang baik dari sejarah, pengertian, perbedaan maupun cara mendesain.

i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

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 i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

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 i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

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 i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

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 >

Beton mutu tinggi & baja mutu tinggi

menghasilkan tulangan yang banyak

menghasilkan struktur yang ekonomis akibat berat yg berkurang

Tulangan tidak memberikan kontribusi

Gaya prategang memberikan kontribusi

terhadap lendutan

terhadap perlawanan lendutan akibat beban mati dan hidup

Korosi terjadi akibat retak beton

Tanpa retak >> tidak terjadi korosi

Beban repetisi tidak mempengaruhi tulangan Beban repetisi mempengaruhi tulangan pada umur struktur

prategang dan umur struktur

Proses produksi >> konvensional, lebih

Proses produksi >> metoda khusus / rumit,

murah, penggunaan alat serta pekerja lebih

lebih mahal, penggunaan alat dan skill pekerja

sedikit dan supervisi yang konvensional

khusus dan supervisi yang ketat, tingkat ketelitian yang tinggi

Keruntuhan struktur tanpa peringatan

Keruntuhan struktur sebelum batas runtuh dapat terdeteksi

2.4

Kapan Beton Prategang di Perkenalkan i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

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.

2.6

Prinsip Desain Beton Pratekan i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

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 :

i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

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.

i

LJ D4 Bangunan Gedung Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

DAFTAR PUSTAKA    

https://sancrot.wordpress.com/kuliah/beton-pratekan/ http://betonprategang.blogspot.co.id/2009/04/pengertian-beton-prategang.html https://www.academia.edu/9476775/PERKEMBANGAN_BETON_PRATEGANG http://kontruksibangunan-kb1.blogspot.co.id/2013/03/jenis-jenis-beton-dalamkonstruksi.html

i