Beton Pratekan [PDF]

Citation preview

Nama



:



NIM



:



Mata Kuliah



: Beton Pra-tekan



TUGAS I Sejarah Beton Pra-tekan Tegangan tarik di dalam penampang yang dipikulkan kepada baja menyebabkan beton disekitarnya retak-retak. Memang beton tidak bekerja efektif seluruhnya di dalam penampang-penampang struktur beton bertulang, hanya bagian yang tertekan saja yang efektif bekerja, sedangkan bagian beton yang retak dibagian yang tertarik tidak bekerja efektif dan hanya merupakan beban mati yang tidak bermanfaat. Baru pada tahun 1928 Eugene Freyssinet, seorang insinyur Perancis berhasil mengatasi kesulitan-kesulitan yang berkaitan dengan pemberian pratekan. Untuk pertama kali Freyssinet mengemukakan bahwa berkurangnya pratekan pada usaha-usaha sebelumnya telah disebabkan oleh tiga hal, yaitu: 1. Oleh memendeknya unsur struktur yang mengalami tekanan terus menerus akibat perubahan dalam struktur kristal yang membentuk bahan beton yang ia namakan rangkak (creep). 2. Oleh memanjangnya kawat atau kabel baja yang mengalami tarikan terus menerus juga akibat dalam struktur kristal yang membentuk bahan baja yang ia namakan relaksasi. 3. Oleh menggelincirnya (slip) jangkar kawat atau pada kabel kedua ujung unsur struktur. Untuk mengatasi hal diatas Freyssinet memakai beton dan baja bermutu tinggi sehingga rangkak dan relaksasi dapat dibatasi dan walaupun ada pengaruhnya terhadap pengurangan pratekan akan kecil karena tekanan itu sebelumnya sudah tinggi sekali. Disamping itu ia telah membuat suatu sistem penjangkaran kawat dan sistem penarikannya yang sangat baik yang hingga kini masih dipakai dan terkenal dengan Sistem Freyssinet. Setelah Freyssinet meninggal dunia, muncullah nama T. Y. Lin,seorang kelahiran Taiwan, Guru Besar di California University, Berkeley dan seorang Consulting Engineer yang sangat berhasil. Pada tahun 1963 ia mengemukakan teorinya mengenai ”Load Balancing”.



Dengan cara ini kawat atau kabel prategang diberi bentuk dan gaya sedemikian rupa sehingga sebagian dari beban rencana yang telah ditetapkan dapat diimbangi sepenuhnya. Pada beban seimbang ini di dalam struktur tidak terjadi lendutan dan karenanya tidak bekerja momen lentur apapun, sedangkan tegangan beton pada semua penampang struktur bekerja merata. I.1 Riwayat Perkembangan Perkembangan yang telah didapat berdasarkan hasil penelitian : 1. 1886, Jackson dari San Fancisco mengajukan paten untuk “konstruksi batu buatan dan perkerasan beton”,dengan menarik batang-batang tulangan yang disusun dalam pipapipa (Sleeves). 2. 1888, Dohring dari Jerman, membuat pelat-pelat dan balok-balok kecil dengan memakai kabel-kabel tarik yang ditanam dalam beton untuk menghindari retak. 3. 1896, Mandl dari Austria, mengemukakan bahwa gagasan prategang untuk melawan tegangan disebabkan oleh beban pertama-tama. 4. 1907, M. Koenen dari Jerman, melaporkan adanya kehilangan-kehilangan prategang yang disebabkan oleh perpendekan elastis dari beton. 5. 1908, Steiner dari Amerika Serikat, menyadari bahwa pentingnya kehilangan prategang yang disebabkan oleh penyusutan beton. 6. 1923, Emperger dari Vienna, mengembangkan suatu metode untuk pembuatan pipa beton bertulang dengan kabel, dengan cara membalutkan kabel baja tegangan tinggi pada pipa dengan tegangan yang berkisar antara 160 sampai 800 N/mm2. 7. 1928, Dischinger pertama kalinya menggunakan tendon tak terikat (unbonded tendon) dalam pembangunan suatu jembatan besar dengan tipe gelagar tinggi dimana kabelkabel prategang telah ditempatkan didalam gelagar tampa direkatkan. 8. 1928, Freyssiner menunjukkan keuntungan-keuntungan dari pemakaian baja dan beton berkekuatan tinggi untuk memperhitungkan berbagai kehilangan prategang yang disebabkan oleh rangkak (creep) dan susut (shrinkage) pada beton. I.2 Konsep Dasar Pemberian Prategang Beton prategang pada dasarnya adalah beton dimana tegangan internal dengan besar serta distribusi yang sesuai diberikan sedemikian rupa sehingga tegangan-tegangan yang diakibatkan oleh beban-beban luar dilawan sampai suatu tingkat yang diinginkan.



Kekuatan tarik beton polos hanyalah merupakan suatu fraksi saja dari kekuatan tekannya dan masalah kurang sempurnanya kekuatan tarik ini ternyata menjadi faktor pendorong dalam pengembangan material komposit yang dikenal sebagai “beton bertulang”. I.3 Kebutuhan Akan Baja dan Beton Berkekuatan Tinggi Pengamatan-pengamatan penting yang dihasilkan dari kerja penelitian yang mempelopori pada beton prategag ialah : 1. Perlunya pemakaian baja dan beton berkekuatan tinggi 2. Pengetahuan tentang kehilangan prategang yang disebabkan oleh berbagai sebab. Kehiangan tegangan pada baja yang normal pada umumnya sekitar 100-240 N/mm2, makategangan didalam baja pada tahap permulaan harus sangat tinggi, yaitu sekitar 1200-2000 N/mm2. batas-batas tegangan yang tinggi ini hanya dimungkinkan dengan memakai baja berkekuatan tinggi. Beton berkekuatan tinggi diperlukan dalam beton prategang karena material tersebut memberikan kekuatan yang tinggi terhadap tarikan, geser, perekatan, dan dukungan. Didalam I.4 Keuntungan Beton Prategang Keuntungan Beton prategang dibanding bentu-bentuk konstruksi lainnya : 1. Dalam hal batang prategang penuh, yang bebas dari tegangan-tegangan tarik pada beban kerja, penampang melintangnya dimanfaatkan secara lebih efisien apabila dibandingkan dengan penampang beton bertulang yang retak pada beban kerja. 2. Beban mati permanen dapat dilawan dengan menambah eksentrisitas gaya prategang dalam suatu unsur struktur prategang, sehingga lebih menghemat pemakaian material. 3. Penghematan beton sebesar 15-30% dimungkinkan dibandingkan dengan beton bertulang. Penghematan baja bahkan lebih tinggi, yaitu 60-80%, terutama disebabkan oleh tegangan lain, yang tinggi yang diperkenankan pada kawat tegangan tarik tinggi. 4. Kondisi ekonomis secara penuh dalam penggunaan beton prategang terjadi karena berkurangnya bobot mati akan mengurangi beban rencana dan biaya pondasi.



I.5 Peristilahan 1. Tendon : Suatu unsur yang direntangkan yang dipakai dalam suatu komponen struktur beton untuk memberi prategang pada beton tersebut. 2. Angur : Suatu alat yang pada umumnya dipakai untuk memungkinkan tendon memberikan dam memelihara prategag pada beton. 3. Pratarik : Suatu metode untuk memberi prategang pada beton dimana tendon ditarik sebelom beton dicor. 4. Beton prategang terekat (bonded prestressed concrete) : Beton dimana prategang diberikan pada beton melalui rekatan (bond) antara tendon dan beton kelilingnya. 5. Beton prategang tak-terekat (non-bonded prestressed concrete) : Suatu metode konstruksi dimana tendon tidak terikat pada beton sekelilingnya. 6. Prategang Penuh : Beton prategang dimana tegangan tarik pada beton ditiadakan seluruhnya pada beban kerja dengan mendapatkan prategang yang cukup tinggi pada batangnya. 7. Prategang terbatas atau parsial : Tingkat prategang yang diberikan pada beton dimana tegangan tarik sampai tingkat tertentu diperkenankan dalam beton pada beban kerja. 8. Prategang moderat : pada tipe batang ini, tidak diberikan pembatasan terhadap besarnya tegangan tarik pada beban kerja. 9. Prategang aksial : Batang-batang dimana seluruh penampang melintang beton mempunyai suatu prategang tekan yang beragam. 10. Prategang eksentris : Suatu penampang dimana tendon eksentris terhadap titik berat yang menghasilkan suatu distribusi tegangan tekan berbentuk segitiga atau trapesium. 11. Prategang konkordan (concordant) : Prategangan batang dimana kabel-kabel mengikuti suatu prafil yang serasi. 12. Prategang tak berdistrosi : pada tipe ini, pengaruh gabungan dari tingkat prategang dan tegangan-tegangan akibat berat mati adalah sedemikian rupa sehingga lendutan pada sumbu batangnya dicegah. 13. Prategang uniaksial, biaksial dan triaksial : Istilah-istilah ini menunjukkan kepada kasus-kasus diman beton diberi prategang dalam satu arah, dalam dua arah yang tegak lurus satu sama lain, dan dalam tiga arah yang saling tegak lurus. 14. Prategang melingkar : Istilah ini menunjuk kepada prategang pada batang bundar seperti pada tangki dan pipa.



15. Transfer atau perpindahan : Tahap yang sesuai dengan perpindahan prategang kebeton. Untuk batang pratarik, transfer terjadi pada waktu perlepasan prategang dari dinding turap; untuk batang pascatarik, hal ini terjadi setelah proses penarikan selesai. 16. Tulangan suplementer atau tulangan tanpa tarikan : Tulangan pada batang prategang yang tidak ditarik terhadap beton sekelilingnya sebelum pemberian beban. 17. Panjang tranfmisi : Panjang pengangkuran rekatan kawat prategang mulai dari ujung suatu batang pratarik sampai titik dengan tegangan baja penuh. 18. Beban retak : Beban pada unsur struktural yang bersesuaian dengan retakan yang tampak pertama kali. 19. Rangka pada beton : Bertambahnya deformasi tak elastis secara bertahap pada beton dibawah komponen tegangan terus-menerus. 20. Susut beton : Kontraksi beton pada proses pengeringan. 21. Relaksasi pada Baja : Berkurangnya tegangan pada baja pada regangan konstan. 22. Tegangan tulen (proof srtess) : Tegangan tarik pada baja yang menghasilkan suatu regangan sisa sebesar 0,2 persen dari panjang alat ukur asli pada saat beban diangkat. 23. Koefisien rangka rasio : Regangan rangka total terhadap regangan elastis pada beton. 24. Kabel penyumbal (cap cable) : Suatu tendon pendek yang melengkung yang disusun pada tumpuan-tumpuan interior balok menerus. 25. Tingkat prategang : Suatu ukuran besarnya gaya prategang dalam kaitannya dengan tegangan resultan yang terjadi pada batang struktural pada beban kerja. 26. Hilang rekatan (debonding) : Pencegahan terjadinya rekatan antara kawat baja dan beton sekelilingnya.