Upload
ngoanh
View
321
Download
24
Embed Size (px)
Citation preview
oleh :
Dr. IGL Bagus Eratodi
MATERIAL BETON PRATEGANG
Learning Outcomes
FTI, Undiknas University
Mahasiswa akan dapat menjelaskan prinsip dasar struktur beton
prategang serta perbedaannya dengan struktur beton bertulang
konvensional
PUSTAKA
FTI, Undiknas University
T.Y. Lin Ned dan H. Burns. (1993). Desain Struktur Beton Prategang Jilid 1. Edisi Ketiga.
John and Riley, London.
Prestressed Concrete Institute. (2000). PCI Bridge Design Manual.
R.I. Gilbert and N.C. Mickleborough. (2005). Design of Prestressed Concrete, Spon Press
Taylor & Francis Group, London & New York. ISBN: 0203985869
Departemen Pekerjaan Umum. (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung. (SKSNI 03 – 2002). Yayasan LPMB, Bandung
Prestressed Concrete Institute. (1999). PCI Design Handbook Precast & Prestressed
Concrete. 5th Edition. Rath, Rath & Johnson, Inc, Chicago. ISBN: 0937040606
Pengenalan Umum Beton Prategang
FTI, Undiknas University
Apakah yang dimaksud dengan beton prategang?
Bagaimanakah bentuk beton prategang?
Perbedaan beton prategang dan beton bertulang?
Prategang pada analisa dan desain?
Mengapa digunakan beton prategang?
Siapakah tokoh-tokoh penggerak beton prategang?
Pengenalan Umum Beton Prategang
FTI, Undiknas University
Apakah yang dimaksud dengan beton prategang?
”Merupakan integrasi teknologi bahan beton bertulang dalam
menggabungkan bahan beton mutu tinggi dan baja mutu tinggi
untuk menghasilkan bahan komposit lanjutan yang dapat bekerja
secara efektif merata pada suatu penampang struktur dalam
melawan gaya-gaya dalam baik tekan maupun tarik sama baiknya
secara bersamaan”
Beton dgn Metode prategang merupakan material penggabungan beton dan baja yang saling bekerja sama.Untuk mewujudkan kerjasama yang cukup baik pada sistem prategang antara beton dan baja maka diperlukan material material penyusun dengan kualitas yang cukup baik.
Dibutuhkan :1. Beton mutu tinggi2. Baja mutu tinggi
Material dalam Beton prategang Beton adalah material campuran antara pasir, kerikil, semen,
serta air yang memiliki kekuatan pd umur tertentu Tendon adalah baja dengan kekuatan tinggi untuk mentransfer
gaya prategang Ankur adalah alat yang digunakan untuk memungkinkan tendon
memberikan dan mempertahankan gaya prategang pada beton
BETON BERKEKUATAN TINGGI Beton : digunakan mutu yg cukup tinggi lebih tinggi
dari kebutuhan beton bertulang fc’ > 28 - 55 Mpa (Amerika)fc’ > 35 Mpa ( Eropa )
Guna : - Ekonomis, hemat biaya pengangkuran- Tarik dan geser tinggi- Retak kecil- Modulus elastisitas tinggi, regangan
rangkak kecil shg lossing kecil
PERSYARATAN KEKUATANKekuatan tekan pada beton yang disyaratkanoleh beberapa peraturan diantaranya adalah40 MPa utk Pratarik & 30 MPa utk pascatarik.
Untuk dapat mewujudkan beton mutu tinggibeberapa hal yg hrs diperhatikan :1. Kadar semen : 300 – 360 & max 530 kg/m3
2. Kadar air : serendah mungkin3. Proses pemadatan
Beberapa Hal yg perlu diperhatikan untuk mewujudkan beton yg berkualitas :
Susut BetonPerubahan deformasi beton krn kehilangan kelembaban yg bertahap.
Rangkak BetonSeiring perjalanan waktu.
Karakteristik Tegangan & ReganganBerhubungan dengan kekuatan beton dalam menerima beban. Berhubungan dengan Modulus Elastisitas
KARAKTERISTIK DEFORMASI BETON
Karakteristik tegangan dan regangan pada beton akibat pembebanan perlu diperhatikan
Modulus Elastisitas yang akan berubah akibat perubahan hubungan diagram tegangan reganganEc = 4800 √fc N/mm2
SYARAT – SYARAT TEGANGAN BETON Tegangan yang diijinkan terjadi pada serat beton ditentukan didalam
berbagai peraturan. Seperti ACI, ASHTO, SNI, dll ACI
- Saat transferTekan : 0,6 x kekuatan silinder transferTarik : √ kekuatan silinder transfer
- Beban KerjaTekan : 0.45 kekuatan silinderTarik : √ kekuatan silinder
3
6
BAJA BERKEKUATAN TINGGI
Untuk sistem prategang digunakan baja mututinggi. Dimana baja mutu tinggi ini biasanyamemiliki Kndungan karbon yang cukup tinggi.
Baja mutu tinggi diharapkan mampu menerimakekuatan tarik yang cukup tinggi untuk mampumenghasilkan gaya prategang yang cukup besar.
PERSYARATAN KEKUATAN Kekuatan tarik ultimate baja bermutu tinggi bervariasi
menurut diameter kawat atau tendon. Kekuatan tariknya agak berkurang untuk diameter kawat
yang semakin membesar Ex : Dim 3, fy = 1900 N/mm2
Dim 4, fy = 1750 N/mm2
Kekuatan karakteristik Baja bermututinggi
Baja yang diijinkan digunakan adalah baja mutu tinggi dengan tegangan ijin diantaranya adalah
( Krishna Raju tab 2.6)
Kawat Bermutu Tinggi
Diameternominal
(mm)
Kawat Polos
N/mm2
Kawat BergigiN/mm2
3 1900 1900
4 1750 1750
5 1600 1600
7 1500 -
8 1400 -
Bentuk tendon lain
Batang Bermutu Tinggi
Diameter nominal
(mm)
KekuatanKarakteristik
N/mm2
10-40 mm 1000
StrandDiameter
(mm)Beban Patah
Minimum KN
2 132,9 266,3 45,367,9 70,319,5 95,2511,1 12712,5 167,8315,2 231,33
SYARAT – SYARAT TEGANGAN BAJA Syarat tegangan ijin yg diperlukan ditetapkan oleh beberapa
peraturan.
Diantaranya ACI :- Awal : 80 % kuat tarik ultimit- Transfer : 70 % kuat tarik ultimit- Beban Kerja : -
Tegangan Yang diijinkan pada Baja
ACI India
Saat Penarikan Awal 80% fu 80% fu
Setelah transfer 70% fu -
Setelah Kehilangan Gaya prategang
total (Beban Kerja) >45% fu
HAL – HAL YG HRS DIPERHATIKAN UNTUK MEWUJUDKAN BAJA MUTU TINGGI
Relaksasi Tegangan BajaBerkurangnya tegangan baja pada regangan konstan
Karat TeganganPeristiwa korosi yang dapat menurunkan tegangan baja
Kerapuhan Oleh HidrogenAkan mengakibatkan retak yg merapuhkan baja
JENIS – JENIS TENDON
Kawat : Ukuran : 3, 4, 5, 7, 8 mmMacam : Kawat polos, dan bergigiKekuatan karakteristik : 1400 – 1900 MPa
Batang BajaUkuran : 10 - 40 mmKekuatan karakteristik : 1000 MPa
Untaian Kawat Baja (Strand)Ukuran : 2 – 15 mmBeban Patah : 13 - 230 KN
Tugas Kumpulkan Peraturan di Indonesia tentang Syarat tegangan
ijin beton dan baja Kumpulkan jenis – jenis dan ukuran tendon yang diproduksi
oleh produsen di indonesia
Pengenalan Umum Beton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan Umum Beton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan Umum Beton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan Umum Beton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan Umum Beton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan Umum Beton Prategang
FTI, Undiknas University
Perbedaan beton prategang dan beton bertulang?
Beton Bertulang Konvensional Beton Prategang
Beton + tulangan baja normal Beton & baja mutu tinggi
Penampang tidak efektif Penampang efektif bekerja
Mengalami retak Tanpa retak
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 > menghasilkan
tulangan yang banyak
Beton mutu tinggi & baja mutu tinggi
menghasilkan struktur yang ekonomis akibat berat
yg berkurang
Tulangan tidak memberikan kontribusi terhadap
lendutan
Gaya prategang memberikan kontribusi terhadap
perlawanan lendutan akibat beban mati dan hidup
FTI, Undiknas University
Perbedaan beton prategang dan beton bertulang?……(lanjutan)
Beton Bertulang Konvensional Beton Prategang
Korosi terjadi akibat retak beton Tanpa retak >> tidak terjadi korosi
Beban repetisi tidak mempengaruhi tulangan pada
umur struktur
Beban repetisi mempengaruhi tulangan prategang dan
umur struktur
Proses produksi >> konvensional, lebih murah,
penggunaan alat serta pekerja lebih sedikit dan
supervisi yang konvensional
Proses produksi >> metoda khusus / rumit, lebih mahal,
penggunaan alat dan skill pekerja khusus dan supervisi
yang ketat, tingkat ketelitian yang tinggi
Keruntuhan struktur tanpa peringatan Keruntuhan struktur sebelum batas runtuh dapat
terdeteksi
FTI, Undiknas University
Dampak prategang pada analisa dan desain?
FTI, Undiknas University
LATAR BELAKANG BETON PRATEGANG
FTI, Undiknas University
Secara aplikatif, penggunaan prinsip kerja prategang telah digunakan berabad-abad pada tali
/ pita logam untuk membuat tong
Tahun 1886 – P.H. Jackson (San Fransisco, California) – mendapatkan hak paten untuk
karya berupa batang baja sebagai pengikat pada batu buatan dan beton
Tahun 1888 – C.E.W. Doehring (Jerman) – mendapatkan hak paten untuk beton yang
diperkuat dengan logam yang telah ditarik sebelum dibebani
Tahun 1928 – E. Freyssinet (Prancis) – menggunakan baja mutu tinggi sebagai kabel
prategang dan baja diangkurkan pada beton tanpa penggunaan angkur sebagai pengunci
Tahun 1939 - E. Freyssinet (Prancis) – penggunaan angkur sebagai pengunci kabel baja
prategang
Tahun 1950 – 1980 – penggunaan sistim prategang pada konstruksi beton mulai umum
dan distandarkan untuk bangunan jembatan, gedung dan bangunan sipil lainnya dan
sebagai pioneer pengembangan konstruksi bentang panjang
Keuntungan Beton Prategang
FTI, Undiknas University
1. Struktur yang lebih ringan
2. Penampang lebih ramping
3. Aplikasi pada bentang panjang
4. Sesuai untuk metoda precast
5. Biaya yang lebih ekonomis
6. Dapat digunakan pada konstruksi segmental
7. Biaya konstruksi yang ekonomis pada struktur statis tak tentu
8. Penggunaan tulangan lentur non-prategang menjadi opsional
Metoda Prestressing
FTI, Undiknas University
Metoda Prestressing
FTI, Undiknas University