BAB I PENDAHULUAN. untuk mendorong pertumbuhan kegiatan ekonomi. Kapasitas infrastruktur yang besar

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Umum Perkembangan kegiatan ekonomi memerlukan sarana infrastruktur yang memadai. Dimana dalam rangka mempercepat pemulihan ekonomi dan memperkuat landasan ekonomi yang berkelanjutan diperlukan dukungan penyediaan infrastruktur untuk mendorong pertumbuhan kegiatan ekonomi. Kapasitas infrastruktur yang besar tentunya menuntut inovasi-inovasi baru dalam dunia konstruksi yang mampu menciptakan struktur yang kuat, aman, nyaman dan ekonomis tanpa mengabaikan unsur mutu dan waktu. Beton sudah lama dikenal dalam dunia konstruksi. Beton adalah material yang kuat dalam kondisi tekan, tetapi lemah dalam kondisi tarik. Kuat tariknya bervariasi antara 8 sampai dengan 14 persen dari kekuatan tekannya (Nawy,2008). Karena rendahnya kapasitas dari tarik beton, maka kemungkinan retak lentur pada daerah tarik beton dapat terjadi pada pembebanan yang masih rendah. P P Gambar 1.1 Skema pemberian gaya prategang Prategang menjadi salah satu solusi untuk masalah ini. Dimana untuk mengurangi atau mencegah berkembangnya retak tersebut, gaya konsentris atau eksentris diberikan dalam arah longitudinal pada elemen struktural seperti pada gambar 1.1,

2 dimana gaya ini mencegah berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau mengurangi tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja. Gaya longitudinal yang diterapkan ini disebut gaya prategang. Gaya prategang dihasilkan dengan menarik kabel tendon yang ditempatkan pada beton dengan alat penarik. Setelah penarikan tendon mencapai gaya yang direncanakan, tendon ditahan dengan angkur. Berdasarkan ada tidaknya tulangan baja nonprategang pada penampang balok, beton prategang terdiri atas 2 macam, yaitu : 1. Beton prategang penuh : Beton prategang yang hanya menggunakan kabel prategang pada daerah tarik penampang. 2. Beton prategang parsial : Beton prategang yang menggunakan kombinasi kabel prategang dan tulangan biasa pada daerah tarik penampang. Beton prategang adalah kombinasi dari dua bahan berkekuatan tinggi, yaitu beton dan baja mutu tinggi. Kombinasi aktif ini menghasilkan perilaku yang lebih baik dari masing-masing kedua bahan tersebut. Keuntungan penggunaan struktur beton prategang antara lain : 1. Balok yang lebih ringan, langsing dan kaku. 2. Retak yang terjadi kecil, sehingga dapat meminimalisir efek korosi. 3. Lintasan tendon dapat diatur untuk menahan gaya lintang. 4. Lebih ekonomis untuk struktur dengan bentang panjang bila dibandingkan dengan konstruksi beton bertulang biasa dan baja. 5. Dapat digunakan untuk struktur pracetak yang terjamin kualitasnya, mudah dalam pengerjaan dan pelaksanaan konstruksi, serta biaya awal yang rendah.

3 Kajian mengenai beton prategang mengalami perkembangan pesat baik prategang penuh maupun prategang parsial. Pada beton prategang penuh, efek retak benar-benar dihilangkan akibat tegangan tekan yang terjadi di seluruh penampang beton. Namun gaya tekan prategang yang dibutuhkan cukup besar sehingga mampu mengakomodasi tegangan tekan di seluruh penampang beton. Pada prategang parsial, untuk memikul tarik pada penampang digunakan kombinasi kabel prategang dan baja nonprategang. Namun sebagai akibat dari diijinkannya tegangan tarik pada penampang, retak mungkin terjadi pada beton prategang parsial. Seiring bertambahnya waktu dan pembebanan, maka perubahan secara kontinu juga terjadi pada garis tekan C dari garis tarik cgs. Dimana lengan momen Koppel internal akan bertambah seiring dengan bertambahnya beban, tanpa adanya perubahan besar tegangan pada baja prategang. Apabila momen lentur terus meningkat dengan bekerjanya secara penuh beban mati tambahan dan beban hidup, tercapailah suatu tahap pembebanan dimana tegangan tekan beton di serat pada level penulangan pada balok yang ditumpu sederhana menjadi nol. Ini disebut kondisi batas dekompresi. Apabila ada beban tambahan lain, maka retak di muka bawah akan terjadi, dimana modulus raptur beton tercapai sebagai akibat dari momen retak yang ditimbulkan oleh beban retak pertama. Beban retak pertama penting dievaluasi karena berkurangnya kekakuan penampang yang berarti memperbesar defleksi. Lebar retak juga perlu dikontrol untuk mencegah korosi tulangan. Oleh sebab itu, pada tugas akhir ini akan dibahas mengenai dasar-dasar dari perhitungan gaya prategang dan kehilangan yang terjadi baik pada beton prategang penuh dan prategang parsial, kemudian menggunakan data hasil perhitungan untuk membandingkan efisiensi dari

4 beton prategang penuh dan prategang parsial. Adapun tugas akhir ini adalah berupa studi literatur dari buku-buku, jurnal dan masukan dari pembimbing. I.2 Latar Belakang Masalah Dalam tugas akhir ini penulis akan membandingkan efisiensi dari beton prategang penuh dan beton prategang parsial. Pada beton prategang penuh akan dihitung kapasitas beton, gaya prategang dan juga kehilangan yang terjadi, untuk beton prategang parsial hal lain yang dihitung adalah batas dekompresi, momen retak dan lebar retak pada balok sebuah struktur gedung lantai 1 dengan fungsi bangunan sebagai toko seperti pada gambar 1.2. Dimana batas dekompresi perlu diketahui untuk mengetahui batas pembebanan yang harus diperhatikan sebelum beton prategang mengalami retak sebagai akibat dari momen retak. Gambar 1.2 Tampak depan rencana toko Perencanaan balok struktur toko dilakukan dengan menggunakan precast pabrikan. Dimana bentang terpanjang dari balok pada struktur adalah 20 m. Bentang ini akan direncanakan dengan menggunakan prestressed precast, dimana

5 balok tersebut dianalogikan sebagai balok dengan tumpuan sederhana seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1.3 di bawah ini. h/6 garis netral kabel prategang h 20 m Gambar 1.3 Skema perencanaan balok prestressed precast Kabel prategang di letakkan di luar daerah kern, dimana daerah kern adalah daerah paling luar pada penampang balok prategang yang menyebabkan gaya tarik akibat prategang adalah nol atau tidak ada sama sekali. h/6 h/6 h Gambar 1.4 Daerah kern penampang persegi Beton prategang berdasarkan kombinasi tulangan yang digunakan dibagi atas dua yaitu beton prategang penuh dan beton prategang parsial. Beton prategang penuh direncanakan dengan kekuatan yang jauh lebih besar dari pada beton bertulang biasa. Dimana hanya kabel prategang saja yang digunakan di daerah tariknya. Berbeda dengan prategang penuh, prategang parsial menggunakan kombinasi kabel prategang dan tulangan baja nonprategang.

6 Pada prategang penuh, besar gaya tarik yang terjadi di serat tarik bawah adalah nol, dimana diminimalisas adanya tegangan tarik pada penampang balok yang direncanakan. Sehingga beton prategang penuh sangat baik untuk mencegah terjadinya retak pada serat tarik bawah balok. Sehingga dibutuhkan gaya prategang yang lebih besar daripada gaya prategang pada beton prategang parsial Dalam tugas akhir ini, adapun permasalahan yang ditinjau antara lain : 1. Merancanakan struktur balok prategang penuh dan parsial 2. Menganalisa kehilangan yang terjadi. 3. Menganalisa batas dekompresi, lebar retak dan momen retak pada beton prategang parsial. 4. Membandingkan efisiensi antara beton prategang penuh dan prategang parsial. I.3. Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam perencanaan ini adalah : 1. Sistem penarikan kabel adalah pratarik. 2. Tidak membahas penulangan geser balok. 3. Tidak membahas end block. 4. Penulangan hanya daerah tarik. 5. Data-data yang digunakan untuk perencanaan prestressed adalah : Panjang bentang : 20 m Mutu beton balok : K-500 Mutu baja nonprategang(fy): 390 Mpa Mutu baja pratekan yang digunakan kabel jenis strand seven wires stress relieved, yang mengacu pada ASTM A416 dengan spesifikasi :

7 - fpu = 1860 Mpa - diameter strand = 1,27 cm - Eff. Section area = 0,987 cm 2 I.4. Tujuan Adapun tujuan yang ingin dicapai yaitu : 1.Membandingkan hasil perencanaan beton prategang penuh dan prategang parsial. 2.Mengetahui batas dekompresi, momen retak dan lebar retak dari prategang parsial. 3. Mengetahui perbandingan kemampuan layan beton prategang penuh dan prategang parsial. I.5 Manfaat Adapun manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Dapat merencanakan struktur prategang dengan prategang penuh dan prategang parsial. 2. Mengetahui batas pembebanan sebelum terjadi retak pada beton prategang parsial. 3. Memberikan contoh perhitungan perencanaan kepada para pembaca, khususnya mahasiswa Teknik Sipil USU. I.6 Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan penulis dalam tugas akhir ini adalah :

8 1. Metode studi literature, yaitu dengan mengumpulkan data-data dan keterangan dari buku-buku dan jurnal yang berhubungan dengan pembahasan tugas akhir. Perhitungan dalam perencanaan ini menggunakan bantuan software seperti Microsoft Office Excel. 2. Metode studi bimbingan, yaitu melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang memegang peranan penting dalam penulisan tugas akhir ini, selain itu berkonsultasi dengan teman tentang tugas akhir sekaligus mengumpulkan data-data yang dibutuhkan hingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Penulisan tugas akhir ini dilakukan dengan uraian pembahasan sebagai berikut ini : BAB I BAB II BAB III BAB IV BAB V PENDAHULUAN TINJAUAN PUSTAKA ANALISIS APLIKASI PERHITUNGAN KESIMPULAN DAN SARAN