Makalah Beton Prategang [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip-batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan. Seperti substansi-substansi mirip batuan lainnya, beton memiliki kuat tekan yang tinggi dan kuat tarik yang sangat rendah. Beton pratekan adalah suatu kombinasi antara beton dan baja dimana tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki beton biasa. Beton mempunyai sifat yang bagus, yaitu mempunya kapasitas tekan yang tinggi. Akan tetapi, beton juga mempunyai sifat yang buruk, yaitu lemah jika dibebani tarik. Sedangkan baja mempunyai kapasitas yang tinggi terhadap beban tarik, tetapi mempunyai kapasitas tekan yang rendah karena bentuknya yang langsing (akan mudah mengalami tekuk terhadap beban tekan). Namun, dengan menempatkan baja dibagian beton yang mengalami tegangan tarik akan mengeliminasi kekurangan dari beton terhadap beban tarik. Beton Pra-tegang adalah beton pratekan yang telah diberikan tegangan tekan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja. Beton pratekan pada dasarnya adalah beton di mana tegangan-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. Pra-tegang meliputi tambahan gaya tekan pada struktur untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan gaya tarik internal dan dalam hal ini retak pada beton dapat dihilangkan. Pada beton pratekan, pratekan pada umumnya diberikan dengan menarik baja tulangan. Gaya tekan disebabkan oleh



reaksi baja tulangan yang ditarik, mengakibatkan berkurangnya retak, elemen beton pratekan akan jauh lebih kokoh dari elemen beton pratekan biasa. Pratekanan juga menyebabkan gaya dalam yang berlawanan dengan gaya luar dan mengurangi atau bahkan menghilangkan lendutan secara signifikan pada struktur. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apakah yang dimaksud beton prategang? 2. Bagaimana konsep dasar beton prategang? 3. Apa saja metode pemberian gaya prategang pada beton? 4. Apa saja perbedaan metode pra tension dan post tension? 1.3 Tujuan Makalah ini dibuat bertujuan untuk mengetahui informasi tentang beton prategang beserta konsep dasar maupun metode pemberian gaya prategang pada betonnya yaitu metode pra tension dan post tension. 1.4 Manfaat Dengan adanya makalah ini, penulis berharap dapat bermanfaat bagi para pembaca sehingga apa yang terdapat pada makalah ini dapat menjadi referensi mengenai beton prategang.



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Sejarah dan Pengertian 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. Setelah Fresyssinnet para sarjana lain juga menemukan metode-metide prategang. Mereka adalah G.Magnel (Belgia), Y.Guyon (Perancis), P. Abeles (Inggris), F. Leonhardt (Jerman), V.V. Mikhailov (Rusia), dan T.Y. Lin (Amerika Serikat). Sekarang telah dikembangkan banyak sistim dan teknik prategang. Dan beton prategangan sekarang telah diterima dan banyak dipakai, setelah melalui banyak penyempurnaan hampir pada setiap elemen beton prategang, misalnya pada jembatan, komponen bangunan seperti balok, pelat dan kolom, pipa dan tiang panjang, terowongan dan lain sebagainya. Dengan beton prategang dapat dibuat betang yang besar tetapi langsing. Definisi beton prategang menurut beberapa peraturan adalah sebagai berikut: a. Menurut PBI – 1971



Beton prategang adalah beton bertulang dimana telah ditimbulkan tegangantegangan intern dengan nilai dan pembagian yang sedemikian rupa hingga tegangan-tegangan akibat beton-beton dapat dinetralkan sampai suatu taraf yang diinginkan. b. Menurut Draft Konsensus Pedoman Beton 1998 Beton prategang adalah beton bertulang dimana telah diberikan tegangan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat pemberian beban yang bekerja. c. Menurut ACI 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. Dapat ditambahkan bahwa beton prategang, dalam arti seluas-luasnya, dapat juga termasuk keadaan (kasus) dimana tegangan-tegangan yang diakibatkan oleh regangan-regangan internal diimbangi sampai batas tertentu, seperti pada konstruksi yang melengkung (busur). Tetapi dalam tulisan ini pembahasannya dibatasi dengan beton prategang yang memakai tulangan baja yang ditarik dan dikenal sebagai tendon. 2.2 Konsep Dasar Beton Prategang Ada tiga konsep yang berbeda-beda yang dapat dipakai untuk menjelaskan dan menganalisis sifat-sifat dasar dari beton prategang: a. Konsep pertama: Sistem prategang untuk mengubah beton menjadi bahan yang elastis.



Ini



merupakan



buah



pemikiran



Eugene



Freyssinet



yang



memvisualisasikan beton prategang pada dasarnya adalah beton yang ditransformasikan dari bahan yang getas menjadi bahan yang elastis dengan memberikan tekanan (desakan) terlebih dahulu (pratekan) pada bahan tersebut. Dari konsep ini lahirlah kriteria ”tidak ada tegangan tarik” pada beton. Pada 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.



Dalam bentuk yang paling sederhana, ambillah balok persegi panjang yang diberi gaya prategang oleh sebuah tendon sentris (cgs berimpit cgc), lihat Gambar 1.1. Akibat gaya prategang F, akan timbul tegangan tekan merata sebesar :



F A ...............................................................................................(1.1)



 =



Jika M adalah momen eksternal pada penampang akibat beban dan berat sendiri balok, maka tegangan pada setiap titik sepanjang penampang akibat M adalah :



M v I .............................................................................................(1.2) = dimana y adalah jarak dari sumbu yang melalui titik berat dan I adalah momen inersia penampang. Jadi distribusi tegangan yang dihasilkan adalah: =



F A



M v I ...............................................................................(1.3) ±



Gambar 2.3 Distribusi tegangan beton prategang sentris



Bila tendon ditempatkan eksentris (sebesar e), maka distribusi tegangannya (lihat Gambar 2.4) menjadi :







=



F A



+



F ev I



+



M v I



......................................................................(1.4)



F ev I dimana



adalah tegangan akibat momen eksentris.



Gambar 2.4 Distribusi tegangan beton prategang eksentris b. Konsep kedua, Sistem prategang untuk kombinasi baja mutu tinggi dengan beton. Konsep ini mempertimbangkan beton prategang sebagai kombinasi (gabungan) dari baja dan beton, seperti pada beton bertulang, dimana baja menahan tarikan dan beton menahan tekanan, dengan demikian kedua bahan membentuk kopel penahan untuk melawan momen eksternal (Gambar 1.3). Pada beton prategang, baja mutu tinggi dipakai dengan jalan menariknya sebalum kekuatannya dimanfaatkan sepenuhnya. Jika baja mutu tinggi ditanam pada beton, seperti pada beton bertulang biasa, beton disekitarnya akan menjadi retak berat sebelum seluruh kekuatan baja digunakan (Gambar 1.4). oleh karena itu, baja perlu ditarik sebelumnya (pratarik) terhadap beton. Dengan menarik dan menjangkarkan ke beton dihasilkan tegangan dan regangan yang diinginkan pada kedua bahan, tegangan dan regangan tekan pada beton serta tegangan dan regangan pada baja. Kombinasi ini memungkinkan pemakaian yang aman dan ekonomis dari kedua bahan dimana



hal ini tidak dapat dicapai jika baja hanya ditanamkan dalam bentuk seperti pada beton bertulang biasa.



Gambar 2.5 Momen penahan internal pada balok beton prategang dan beton bertulang



Gambar 2.6 Balok beton menggunakan baja mutu tinggi c. Konsep ketiga, Sistem prategang untuk mencapai perimbangan beban. Konsep ini terutama menggunakan prategang sebagai suatu usaha untuk membuat seimbang gaya-gaya pada sebuah batang (lihat Gambar 2.7 dan Gambar 2.8). Penerapan dari konsep ini menganggap beton diambil sebagai benda bebas dan menggantikan tendon dengan gaya-gaya yang bekerja pada beton sepanjang beton.



Gambar 2.7 Balok prategang dengan tendon parabola



Gambar 2.8 Balok prategang dengan tendon membengkok 2.3 Metode Prategang Terdapat 2 metode pemberian gaya prategang pada beton, yaitu : 1. Pratarik (Pre-Tension Method) Cara kerja metode ini baja prategan diberi gaya prategang dahulu sebelum beton dicor, oleh karena itu disebut pre-tension method. Setelah gaya prategang ditransfer ke beton, balok beton tersebut akan melengkung ke atas sebelum menerima beban kerja. Setelah beban kerja bekerja, maka balok beton tersebut akan rataAdapun prinsip dari metode ini ialah sebagai berikut :



Gambar 3.2 Metode pratarik



Tahap 1 : Kabel pada tendon diberik gaya tarik terlebih dahulu kenudian diangker pada abutmen tetap (gambar 3.2 (A) ). Tahap 2 : Kemudian dilakukan pengecoran pada cetakan (framework) yang sudah disediakan sedemikian rupa untuk melingkupi tendon yang sudah diberi gaya prategang dan dibiarkan mengering (gambar 3.2 (B) ). Tahap 3 : Setelah mengering sesuai dengan umur beton yang direncanakan, kemudian dilakukan pemotogan kabel pada tendon, sehingga terjadi gaya transfer ke beton. Setelah gaya prategang ditransfer, maka beton akan melengkung ke atas sebelum menerima beban kerja, seperti yang terlihat pada gambar 3.2 (C). Setelah beban mulai bekerja, maka baolik beton tersebut akan kembali menjadi rata.



2. Pascatarik (Post-Tension Method) Beton dicetak terlebih dahulu dengan sebelumnya sudah diletakkan saluran untuk kabel baja dimasukkan ke dalam beton. Saluran ini disebut dengan duct. Karena



alasan transportasi dari pabrik beton ke site, maka biasanya beton prategang dengan sistem post-tension ini dilaksanakan segmental ( balok dibagi-bagi, misalnya dengan panjang 1 -1,5 m ), kemudian pemberian gaya prategang dilaksanakan di site, setelah balok segmental tersebut dirangkai. Berikut adalah penjelasan tentang metode ini :



Gambar 3.3 Metode pascatarik Tahap 1 : Penyiapan duct melengkung dan cetakan (framework), kemudian beton dicor (gambar 3.3 (A) ). Tahap 2 : Setelah beton cukup umur dan kuat menahan gaya prategang, kemudian kabel baja dimasukkan ke dalam duct/saluran melengkung yang sudah disediakan. Selanjutnya dilaukan penarikkan dengan menggunakan jack hydraulic. Penarikkan ini dilaukan pada salah satu sisi, sedangkan pada sisi satunya dilakukan pengangkuran mati. Setelah diangkur, kemudian pada ujung saluran dilakukan grouting (gambar 3.3 (B)). Tahap 3 : Setelah pengangkura, balokbeton akan menjadi tertekan, maka beton mengalami transfer gaya. Karena saluran tendon melengkung, maka balok beton akan melegkung ke atas (gambar 3.3 (C) ).



2.4 Perbedaan Metode Pra-Tension dan Post-Tension Pada dasarnya ada 2 macam metode pemberian gaya prategang pada beton yang dibedakan seperti berikut : 1. Pratarik ( Pre-Tension Method ) Cara kerja metode ini baja prategan diberi gaya prategang dahulu sebelum beton dicor, oleh karena itu disebut pretension method. Setelah gaya prategang ditransfer ke beton, balok beton tersebut akan melengkung ke atas sebelum menerima beban kerja. Setelah beban kerja bekerja, maka balok beton tersebut akan rata 2. Pasca tarik ( Post-Tension Method ) Pada metode pascatarik, beton dicor terlebih dahulu, dimana sebelumnya telah disiapkan saluran kabel atau endon yang disebut duct. Karena alasan transportasi dari pabrik beton ke site, maka biasanya beton prategang dengan sistem post-tension ini



dilaksanakan segmental ( balok dibagi-bagi, misalnya dengan panjang 1 -1,5 m ), kemudian pemberian gaya prategang dilaksanakan di site, setelah balok segmental tersebut dirangkai.



BAB III PENUTUP



3.1 Kesimpulan 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. Menurut PBI-1971 beton prategang adalah beton bertulang dimana telah ditimbulkan tegangan-tegangan intern dengan nilai dan pembagian yang sedemikian rupa hingga tegangan-tegangan akibat beton-beton dapat dinetralkan sampai suatu taraf yang diinginkan. Penggunaan beton prategang menyebar secara cepatnya pada tahun 1935 dan seterusnya, yang dipakai secara luas untuk konstruksi jembatan, atap kulit kerang dan lain sebagainya. Pada dasarnya ada 2 macam metode pemberian gaya prategang pada beton yang dibedakan seperti berikut : 1. Pratarik ( Pre-Tension Method ) Cara kerja metode ini baja prategan diberi gaya prategang dahulu sebelum beton dicor, oleh karena itu disebut pretension method. Setelah gaya prategang ditransfer ke beton, balok beton tersebut akan melengkung ke atas sebelum menerima beban kerja. Setelah beban kerja bekerja, maka balok beton tersebut akan rata 2. Pasca tarik ( Post-Tension Method ) Pada metode pascatarik, beton dicor terlebih dahulu, dimana sebelumnya telah disiapkan saluran kabel atau



endon yang disebut duct. Karena alasan transportasi dari pabrik beton ke site, maka biasanya beton prategang dengan sistem post-tension ini dilaksanakan segmental ( balok dibagi-bagi, misalnya dengan panjang 1 -1,5 m ), kemudian pemberian gaya prategang dilaksanakan di site, setelah balok segmental tersebut dirangkai.



3.2 Saran Beton Prategang merupakan kontruksi yang memiliki banyak keuntungan dan sudah banyak di aplikasikan di Indonesia namun Beton Prategang juga memiliki kerugian. Untuk itu harus di persiapkan perencanaan yang matang agar tidak terjadi kegagalan konstruksi.



DAFTAR PUSTAKA Academia.edu, Perkembangan Beton Prategang. https://www.academia.edu/9476775/PERKEMBANGAN_BETON_PRATEGANG (7 Maret 2020) Anonymous. Apa itu beton prategang 2015 http://insinyursipil.blogspot.com/2015/01/apa-itu-beton-prategang.html (8 Maret 2020) Kusuma, Muhammad Aprian Indra. 2018. Beton Prategang. Makalah Konstruksi Bangunan, Jenis-jenis Beton dalam Konstruksi, Maret 2013. http://kontruksibangunan-kb1.blogspot.co.id/2013/03/jenis-jenis-beton-dalamkonstruksi.html. (7 Maret 2020) My Zaviere, Sejarah Perkembangan Beton, Mei 2009. http://myzavier.blogspot.com/2009/05/sejarah-perkembangan-betonprategang.html. (7 Maret 2020) Sancrot Wordpress, Beton pratekan. https://sancrot.wordpress.com/kuliah/beton-pratekan/. (7 Maret 2020)



Teknik Sipil Blog006, Makalah Beton Prategang, 2 Oktober 2016. https://tekniksipilblog006.wordpress.com/2016/10/02/makalah-betonprategang/ (7 Maret 2020)



Makalah



STRUKTUR BETON PRATEGANG PRA – TENSION & POST – TENSION



MUHAMMAD DEDY RABSANDY SAID CALLE E1A1 17 044



JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2020



KATA PENGANTAR



Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul pre-tension dan post tension ini tepat pada waktunya. Adapun tujuan dari penulisan dari makalah ini adalah untuk memenuhi tugas pada mata kuliah struktur beton prategang. Selain itu, makalah ini juga bertujuan untuk menambah wawasan tentang pre-tension dan post tension bagi para pembaca dan juga bagi penulis. Saya juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membagi pengetahuannya sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini. Saya menyadari, makalah yang saya tulis ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun akan saya nantikan demi kesempurnaan makalah ini.



Kendari,



Maret 2020



Penulis