ANALISIS PERENCANAAN PELAT LANTAI BETON PRATEGANG POST TENSION DIBANDINGKAN DENGAN BETON BIASA

Transkripsi

1 ANALISIS ERENCANAAN ELAT LANTAI BETON RATEGANG OST TENSION DIBANDINGKAN DENGAN BETON BIASA Folo Ziduhu Zbua 1, Johanns Tarigan 1 Dpartmn Tknik Sipil, Univrsitas Sumatra Utara, Jl. rpustakaan No.1 Kampus USU Mdan Zb_folo@yahoo.com Dpartmn Tknik Sipil, Univrsitas Sumatra Utara, Jl. rpustakaan No.1 Kampus USU Mdan Abstrak nyusunan tugas akhir ini dimaksudkan untuk mlakukan prncanaan trhadap dua mtod dsain dalam prncanaan bton yaitu : bton pratgang dan bton brtulang biasa. Dalam tulisan ini dilakukan prncanaan plat untuk kondisi plat satu arah dngan mnggunakan mtod diatas. Dnah plat sudah dittapkan, bgitu juga dngan mutu bton dibuat sama. Hal ini dilakukan agar nantinya dapat dilihat prbdaan yang trjadi dngan mnggunakan mtod prncanaan diatas tadi dan dapat mmbrikan wacana dan altrnatif-altrnatif dalam dsain sturktur. Bton pratgang dirncanakan dngan mtod pralihan tumpuan, dan hasilnya akan dibandingkan dngan hasil prncanaan dngan mnggunakan bton brtulang mnggunakan mtod plat satu arah yang umum dilakukan. Dan hasil dari prncanaan di dapati volum bton pratgang lbih bsar dari bton brtulang biasa, namun pnggunaan matrial bsi yang lbih sdikit mmbuat harga bton pratgang cndrung lbih murah jika dibandingkan dngan bton biasa. Kata kunci :lat satu arah, post tnsion, bton brtulang. Abstract rparation of this papr is intndd to carry out dsign of two mthods of dsign concrt, thy ar : rstrssd concrt dan rinforcd concrt. In this papr will dsign slab with on way condition usd two mthod abov. lan has bn st, as wll as th quality of th concrt is cratd qual. It was did in ordr to sn th diffrnc occurrd by using two mthods dsign abov so it can giv a discours and altrnativs in th structurs dsign. rstrssd concrt will dsignd usd transition support mthod, and th rsult of prstrssd will compar with gnral rinforcd concrt dsign rsult with on way slab condition. From this dsign will giv volum of prstrssd was biggr than gnral rinforcd concrt dsign, but for th us of stl matrial was smallr mak prstrssd matrial cost smallr than gnral rinforcd concrt Kyword : On way slab, ost tnsion, rinforcd concrt. 1. ndahuluan Dalam kontruksi plat lantai ada brbagai macam tori antara lain :dngan mtod balok biasa, balok dngan bbrapa tumpuan, mtod Hirsdfild, Navir, M.Lvy, Stiglat, apr martin, dll. Dalam plaksanaan nya ada bbrapa altrnatif antara lain dngan bton brtulang, dngan plat baja, dngan prsstrsd, dan dalam tugas akhir ini akan ditinjau prbandingan bton brtulang dngan prstrssd baik dalam vulom bahan yang digunakan dan juga prbandingan harga bahan dari kdua altrnatif dsain. Shingga dapat diprolh sdikit gambaran tntang prbdaan dsain dalam kdua altrnatif diatas yang nantinya dapat mnjadi rfrnsi untuk mlakukan pilihan dalam mlakukan dsain. Dalam tugas akhir ini prncanaan mnggunakan mtod balok biasa dngan litratur (Dipohusodo, Istimawan, 1994) dan untuk prncanaan prstrssd mnggunakan mtod pralihan tumpuan dngan litratur (Nawy, Edward G,1, 001) dan (Nawy, Edward G,, 001). Untuk analisa mkanika tknik nya mnggunakan mtod prsamaan tiga momn dngan litrautr (Wang, Chu-kia, 000), Dan untuk pmbbanan mnggunakan (Anonim,SNI ) dan (Anonim 1, ACI Comitt 18). 1

2 1.. rumusan masalah Mrncanakan plat lantai bton pratgang dan plat lantai biasa dngan prltakan plat kontiniu akibat momn.mlakukan pngckan kontrol trhadap gsr dan dflksi. Mmbandingkan slisih volum bahan dalam pkrjaan baik bton dan pmbsian srta prbandingan harga bahan. 1.. Tujuan pnulisan Adapun tujuan pmbuatan tulisan ini adalah untuk mlakukan dsain plat bton pratgang dan plat bton konvnsional pada suatu plat lantai dngan tinjauan plat mngalami momn pada satu arah dan kmudian mmbandingkan kapasitas volum pkrjaan baik pnggunaan bton dan bsi. Shingga nantinya dapat dijadikan acuan dalam mmilih dsain plat yang fisin dan fktif dalam prncanaan.. Mtod rncanaan dalam mtod yaitu plat dngan sistm pratgang mnggunakan mtod pralihan tumupuan, dan plat dngan sistm btor brtulang biasa dngan mtod analisa pndkatan balok..1.rncanaan pratgang Ada bbrapa mtod yang biasa dilakukan dalam prncanaan bton pratgang, dan untuk tulisan ini akan dilakukan dsain dngan mnggunakan mtod pralihan tumpuan Mtod pralihan tumpuan Asumsi posisi tndon awal gn 1 (A) (B) (C) Eksntrisitas kabl awal Gambar 1 Asumsi posisi tndon awal Akibat gaya pratgang di kdua sisi plat maka trjadi dsakan yang mngakibatkan trjadi lndutan ( ) Katas, yang nilainya kmudian dihiutng dalam rumus Rb=R R = (Gaya yang timbul untuk mnahan lndutan katas) Lndutan (A) (B) (C) (B) (A) L L L L (C) Lndutan akibat pratgang Raksi skundr (R) untuk mnahan lndutan.1 (A) (B) (B) (C) L L Gaya pratgang pada bton mngakibatkan timbulnya momn skundr dan dflksi k arah atas dngan nilai : M 1 = xksntrisitas =. 1...(1) L L.. L L EIΔ B = ( ,5. )...() R=Rb R=Rb Bntuk dflksi (A) (B) (B) (C) R(A) = Rb/ L L (A) (B) (B) (C) RL

3 Dan raksi R mnghasilkan momn skundr (M) untuk mlawan lndutan dan dihitung dngan rumus Rb 10( RB ) L L M = R( A). L = L...() EIΔ B = x x...(4) Shingga momn total (M) adalah : M = M + M1 (Momn total) Maka dapat ditntukan prubahan ltak kabl untuk mrduksi gaya R, dan mnjadi ksntrisitas yang baru pada tngah bntang dan tumpuan : M B =...(5) Shingga diprolh nilai ksntrisitas kabl baru, yang mmnuhi untuk kmudian dilakukan prhitungan nilai tgangan kabl yang dibrikan untuk plat pratgang. Asumsi posisi tndon awal gn (A) (B) (C) osisi kabl yang baru osisi tndon yang baru (Gambar.rubahan posisi tndon stlah analisa) nambahan inrsia akibat kabl 1 I = xbxh + bxhx( Yt 0,5 h) + nasx8 x...(6) 1 h Garis ntral awal Garis titik brat baru As Kabl (Gambar prubahan ltak garis brat akibat kabl) Dimana : Σ A. y bxh. x0,5 h + ( n)( As)( jumlahkabl)( y) Yt = =...(7) Σ A ( bxh) + ( nxasxjumlahkabl) Tgangan pada bton Srat atas: t ct M D ct MDct f = (1 ) = (1 )...(8) t A r S A r I c c c Srat bawah : b ct M D ct MDct f = (1 + ) + = (1 + ) +...(9) t A r S A r I c c c b Kabl lat bton pratgang Ft = + Mkstrnal (-) - = + Fb Mkstrnal (+) Momn akhir (-) - Momn akhir (-) - < Fizin (0,45 FC)...OK < Fizin (0,45 FC)...OK (Gambar Diagram blok tgangan bton pratgang) Dimana : Md = Momn kstrnal yang dipikul balok (Dihitung ssuai pmbbanan SNI) Ic r = Ac 1 Ct = h

4 Khilangan pratgang(nawy, Edward G,, 001) 1 Δ f = Δ pes n ( fpes ) n j = 1 j...(10) (Akibat rpndkan Elastis Bton (ES)) log t log t1 f pi Δ fpr = f pi 0,55...( 11) (Rlaksasi Tgangan Baja (R)) 10 f py E ps Δ fcr = KCR f cs f csd... ( 1) (Khilangan yang Disbabkan olh Rangkak (CR)) Ec 6 v Δ fpsh = 8, x10 KSH ES 1 0,06 ( 100 RH)...( 1) (Khilangan yang Disbabkan olh Susut s (SH)) Δ f pf = f1 ( μα + KL)... ( 14) (Khilangan yang Disbabkan olh Gskan (F)) Δ A Δ fa = ES...( 15) (Khilangan yang Disbabkan olh Dudukan angkr ) L.. rncanaan bton brtulang biasa(dipohusodo, Istimawan, 1994) 1 1 (Gambar Diagram blok tgangan bton brtulang) Rn fy ± fy 4x0,59xfy x fc ρ1 =... ( 16) fy x0,59 fc As = ρbd Mn = Cc x Z = 1 0,85 f c. xb. xax( d a) = TsxZ... ( 17) MR = Ø Mn..(18) α MR = 1 Sav...(19) Mu > >. Aplikasi KOLOM Gambar 4 Dnah plat Sbuah plat satu arah mnrus sprti trgambar diatas dngan mutu bton 5 Mpa, dirncanakan dngan mtod pratgang posttnsion dan bton biasa..1 rncanaan plat pratgang 4

5 rncanaan plat pratgang mnggunakan mtod pralihan tumpuan dan mnghitung khilangankhilangan yang trjadi..1.1 Khilangan total akibat pratgang (Akibat rpndkan Elastis Bton (ES)) Δ f = 0 pes (Rlaksasi Tgangan Baja (R)) log 70 11,491 Δ f pr = 11,491 0,55 54,47 Mpa 10 = 158,40 (Khilangan yang Disbabkan olh Rangkak (CR)) Δ f CR = η KCR ( f CS fcsd ) = 6,9x1,6 x(,05 0) =,67Mpa (Khilangan yang Disbabkan olh Susut (SH)) 6 V Δ fpsh = 8, x10 KSH ES (1 0, 06 )(100 RH) = 17, 041 Mpa S (Khilangan yang Disbabkan olh Gskan (F)) Δ fpf = fpi ( μα +,8KL) = 10,155(0,05x0,0186 +,8x0,001x0) = 19 Mpa (Khilangan yang Disbabkan olh Dudukan angkr ) Δ f = 40,864 Mpa pa Total khilangan : Δ total =Δ f +Δ f +Δ f +Δ f +Δ f +Δ f = 75, 01Mpa pes pr CR psh pf pa.1. Analisa prltakan kabl ada awal prncanaan, ksntrisitas kabl di asumsikan (1 = 4,5 cm, = cm).1= =0.045.=0.0.4= m 10m Rb=R Rc=R Bntuk dflksi B B Bntuk dflksi RA = (Rb+Rc)/ RD = (Rb+Rc)/ 10R KNm 10R KNm (Gambar 5 Mtod pralihan tumpuan), brdasarkan (Nawy, Edward G,, 001) Lndutan akibat gaya pratgang kabl : L L.. L L EIΔ B = ( ,5. ) 1,1677KNm = Lndutan akibat R (Momn skundr) 10( RB + RC ) L L EIΔ B = x x =,RKNm Dngan mnyamakan prsamaan diatas maka diprolh R(Raksi skundr) dan kmudian diprolh nilai Momn-momn yang bkrja. 1,1677 RB = RC = KNm = 0, 005KN,KNm ( R + R ) L M B C = = 0,05KNm M = M1+ M = 0,0 + 0,05 5

6 Maka diprolh nilai ksntrisitas baru : M 0, 055 B = = = 0, 055m > 5,5cm M = M + M = 0,045 + ( 0,05 ) = 0,01 1 M 0,01 = = = > 0,01m 10mm 1 M = M M = 0,045 0,0175 = 0,075 M 0,075 = = = 0,075m >,75cm = cm 4= cm 17cm 1=4.5 cm 1=4.5 cm 1=4.5 cm A B C D 10m 10m 10m (a) R (b) R (c) RA RB (d) () =5.5cm 4=5.5cm 17cm 1=.75 cm =0.01cm 5=.75cm 10m 10m 10m (f) (Gambar 6 (a) Asumsi tndon diawal (b) Momn primr (M1) (c) Raksi lawan lndut (d) Momn skundr (M) () Momn total (M)(f) rltakan tndon yang baru), Tgangan yang dialami bton : ft = 0, , (Srat atas bntang AB dan CD) b f = 8, , (Srat bawah bntang AB dan CD) t f =, , (Srat atas bntang BC) b f = 6, , (Srat bawah bntang BC) t f =, , (Srat atas tumpuan B dan C) b f = 1,15 +04, (Srat bawahtumpuan B dan C) Dngan mnggunakan prtidaksamaan diprolh hasil yang mmnuhi adalah sbagai brikut : (1500KN< <1600KN) maka ambil = 1580 KN N n = = 7,09 (Ambil 8 buah pr satu mtr) 186 N / mm x16,6mm Digunakan kabl pratgang 8 Ø1,7 (dngan jarak antar kabl adalah : 1000/7 = 14 cm) 6

7 =1580KN lat lantai Kabl pratgang K mm Cgc 0.17 Kabl pratgang K mm = 4cm =.75cm Tulangan non prtgang Kabl pratgang K =5,5cm (D10-160) Kabl pratgang K mm mm Cgc Cgc 0.17 = 1 cm 10 D 5 Balok B I ( ) (A) Dtail (I-I) (B) Dtail (II-II) 16 D 5 Balok B II ( 850) 40 (C) Dtail (III-III) (D) Dtail (IV-IV) (Gambar 7 Hasil prncanaan plat pratgang), brdasarkan Z Zbua, Folo, 01. Analisa plat bton biasa Lapangan Rn As = ρ = 0,006 x 1000mm x 87mm ρ = = 0,006 fybd ± fy 4x0,59xfy x fc 1 = 494,59 fy mm² x0,59 fc n,8 buah (Gunakan 6 buah tulangan D1) As = 795,99 mm² Jarak brsih antar tulangan : 1000mm = 0cm dalam satu mtr panjang bntang 5 Tumpuan As = ρ bd = 0,01 x 1000mm x 87mm = 104,44 mm² n 9 buah (Gunakan 10 buah tulangan D1) As = 16,65 mm² Jarak brsih antar tulangan : 1000mm = 11mm dalam satu mtr panjang bntang 9 Tulangan Bagi (D1-480) 17cm Tulangan Utama (8 D 5) (D1-00) (BB III) Tulangan Bagi (D1-480) Tulangan Tulangan Tulangan Tulangan Tulangan Tulangan Bagi Utama Bagi Utama Bagi Utama (D1-480) (D1-11) (D1-480) (D1-11) (D1-480) (D1-11) Tulangan (BB I) (BB I) (BB I) Balok (BB I) (BB I) (BB III) Utama (50/700) (D1-00) (1 D 5) (1 D 5) (1 D 5) (1 D 5) (14 D 5) (9 D 5) 5m 5m 5m 5m (Gambar 8 lat bton brtulang), brdasarkan Z Zbua, Folo, 01. Balok pmikul plat lantai Mtod yang digunakan dalam mrncanakan balok pmikul adalahssuai dngan SNI Balok pmikul plat lantai bton pratgang ada balok pmikul plat pratgang tidak trdapat balok anak shingga panjang balok tngah = 1 m dan panjang balok mnrus = 10 m Lapangan (Asumsi b = 50mm h = 700mm L = 1m) 1 1 (55,81 )(1) Mu = wul = = 1004,69 KNm 8 8 Rn fy ± fy 40,59 x xfy x fc ρ1 = = 0,006 fy 0,59 x fc As = ρ bd = 0,006 x 150mm x 67mm Tulangan baja yang digunakan D5 n. 1 4 πd As n. 1 4 π mm² n 10 buah (Gunakan 10 buah tulangan D5) As = 4906,5 mm² 7

8 1.000 Dngan mnggunakan pros dan langkah yang sama maka dapat dohitung smua balok pmikul plat yang digunakan KOLOM B III Balok B III (00/600) B III B III B I B II B II B I Balok B I (50/700) Balok B II (40/850) B III B III B III D 5 D 5 D D 5 16 D 5 8 D 5 50 Dtail (B I) 40 Dtail (B II) 00 Dtail (B III) Gambar 9 Balok pmikul plat patgang..1 Balok pmikul plat lantai bton brtulang biasa ada balok pmikul plat pratgang tidak trdapat balok anak shingga panjang balok tngah = 1 m dan panjang balok mnrus = 10 m Lapangan (Asumsi b = 50mm h = 700mm L = 1m) 1 1 (65,11)(1) Mu = wul = = 1181,16 KNm 8 8 Rn fy ± fy 40,59 x xfy x fc ρ1 = = 0,006 fy 0,59 x fc As = ρ bd = 0,006 x 150mm x 67mm Tulangan baja yang digunakan D5 n. 1 4 πd As n. 1 4 π15 564,99 mm² n 10 buah (Gunakan 1 buah tulangan D5) As = 5887,5 mm² Dngan mnggunakan pros dan langkah yang sama maka dapat dohitung smua balok pmikul plat yang digunakan BALOK BB II KOLOM (50/750) BB II BB II BB II BB III BB III BB I Balok BB III (00/600) BB I BB I BB I BB I Balok BB I (50/700) BB II BB II BB II

9 700 D 5 D D 5 50 Dtail(BB I) 1 D 5 11 D Dtail(BB II) Dtail(BB III) Gambar 10 Balok pmikul plat bton biasa 8 D 5 4. Analisa harga Tabl 1. Daftar harga satuan bahan Jnisa Bahan Satuan Harga (Rp) 5. Bton K50 m Bsi bton polos Kg Bsi bton ulir Kg Kabl pratgang Kg 0000 Tabl. Analisa bahan BETON RATEGANG No Sa Uraian Harga satuan Harga bahan Total Kof t krjaan (Rp) (Rp) (Rp) m lat bton pratgang 1 m Bton K Kg Kab Starnd Ø Kg Susut ndblock Ø 10 Ø1 m Balok pmikul pratgang 1 m Bton K Kg Tulangan brulir D 5 BETON BERTULANG BIASA No Sa Uraian Harga satuan Harga bahan Total Kof t krjaan (Rp) (Rp) (Rp) m lat bton brulang biasa 1 m Bton K Kg Tulangan brulir Ø 1mm m Balok pmikul plat bton brtulang biasa 1 m Bton K Kg Tulangan brulir D

10 5. Ksimpulan Dari prncanaan dihasilkan bahwa tbal plat pratgang 17 cm tanpa mnggunakan balok anak (gambar 7 dan 9) sdangkan tbal plat bton biasa 1 cm dngan mnggunakan pnambahan balok anak (gambar 8 dan 10). Untuk volum bton total diprolh plat pratgang dan balok pmikul nya 79,986 m^ sdangkan plat bton biasa dan balok pmikul nya 77,97 m^. Untuk pnggunaan bsi dilapangan plat pratgang mnggunakan 8,66 Kg/m^ sdangkan plat bton biasa mnggunakan 140,05 Kg/m^. Untuk harga plat bton pratgang brnilai Rp dan balok pmikulnya Rp dngan total biaya Rp Untuk plat bton biasa brnilai Rp dan balok pmikulnya Rp dngan total biaya Rp Dan dapat disimpulkan harga matrial dalam prncanaan plat bton pratgang lbih murah Rp dibandingkan dngan plat bton biasa DAFTAR USTAKA Anonim 1, 005, Building Cod Rquirmnts for Structural Concrt, ACI Comitt 18, USA. Anonim, 00 Standar Nasional Indonsia, Tata Cara rncanaan Struktur Bton Untuk Bangunan Gdung (SNI ), Bandung. Z Zbua, Folo 01.Analisis prncanaan plat lantai bton pratgang post tnsion dibandingkan dngan bton biasa.dpartmn Tknik Sipil Univrsitas Sumatra Utara, Mdan Budiadi, Andri.008. Dsain raktis Bton ratgang.yogyakarta: Dipohusodo, Istimawan, 1994, Struktur Bton Brtulang, Gramdia, Jakarta. Nawy, Edward G,1, 001, Bton ratgang Suatu ndkatan Mndasar. Jilid 1 EdisiIII, Erlangga 001. Nawy, Edward G,, 001, Bton ratgang Suatu ndkatan Mndasar.Jilid Edisi III, Erlangga 001. Raju, N. Krishna1988, Bton ratgang.edisi II Erlangga Wang, Chu-kia, 000, Mkanika tknik statis tak tntu, Yustadi, Jakarta 10